一种双馈风电机群等值模型的建立方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双馈风电机群等值模型的建立方法及系统，基于双馈风电机组的低电压穿越特性，对双馈风电机组低电压穿越期间的有功功率和无功功率进行整定，既能抑制双馈风电机组在LVRT期间发生超速脱网，又能保证双馈风电机组在LVRT期间按照中华人民共和国国家标准GB/T36995

【技术实现步骤摘要】
一种双馈风电机群等值模型的建立方法及系统


[0001]本专利技术涉及风电联网
，特别是涉及一种双馈风电机群等值模型的建立方法及系统。

技术介绍

[0002]大规模开发利用可再生能源是应对化石燃料枯竭和温室效应的重要途径。风能是目前最具商业化开发潜能的非水可再生能源，风电联网是风能大规模开发利用的重要途径。
[0003]随着风电联网规模的不断增大，风电机群受电网故障影响发生脱网，给所连接电网带来了功率冲击，严重时会危及含风电电力系统的安全运行。风电机组不具备低电压穿越能力(low voltage ride
‑
through，LVRT)被认为是导致风电机群脱网的主要原因。因此掌握风电机群的低电压穿越特性是保证电网安全稳定运行的重要前提。
[0004]数字仿真是分析风电机群低电压穿越特性的重要手段之一，但是其分析精度取决于所采用的风电机群数学模型的详细程度，如果对风电机群内的每台风电机组均采用详细模型，则存在仿真计算量大和仿真分析效率低的问题，严重时可能得不到合适的解。
[0005]因此，本领域亟需一种既能保证仿真精度又能提高仿真速度的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种双馈风电机群等值模型的建立方法及系统，利用等值模型降低风电机群模型阶数，在保证精度的前提下提高仿真速度，以解决目前存在的仿真计算量大和仿真分析效率低的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种双馈风电机群等值模型的建立方法，所述方法包括：
[0009]根据初始运行转速，对风电机组进行分群，得到若干个机群；
[0010]计算每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值；
[0011]将所述每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值视为每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率；
[0012]根据所述每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率计算每个等值单机在低电压穿越期间的输出功率，得到等值模型。
[0013]可选的，所述根据初始运行转速，对风电机组进行分群，得到若干个机群，具体包括：
[0014]根据初始运行转速，将所处转速范围相同的风电机组划分为同一个机群，得到若干个机群。
[0015]可选的，所述计算每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值，具体包括：
[0016]设共划分为n个机群C1，C2，
……
，C
n
；其中的某个机群C
i
(i＝1，2，
……
，n)含有m台
风电机组，各个风电机组低电压穿越期间输出的有功功率分别为P1，P2，
……
，P
m
，输出的无功功率分别为Q1，Q2，
……
，Q
m
，则Ci机组在低电压穿越期间输出的有功功率平均值无功功率平均值为其中，t表示第t个风电机组。
[0017]可选的，所述风电机组在低电压穿越期间的控制方法包括：
[0018]当电网电压跌落引起转子电流超过电流预设值时，投入保护电路进行保护；
[0019]封锁转子侧变流器控制脉冲，使风电机组进入低电压穿越模式；
[0020]当转子电流衰减至电流保护退出值时，退出所述保护电路的保护，重启所述转子侧变流器；
[0021]整定所述风电机组的功率输出；
[0022]当电压恢复至电压设定值时，控制所述风电机组返回正常运行模式。
[0023]可选的，所述电流预设值为转子额定电流的1.9倍；
[0024]所述电流保护退出值为额定电流的1.7倍；
[0025]所述电压设定值为定子相电压额定值的0.9倍。
[0026]可选的，所述整定所述风电机组的功率输出，具体包括：
[0027]计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率；
[0028]根据所述最小有功功率整定所述风电机组的有功功率参考值和无功功率参考值。
[0029]可选的，所述计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率，具体包括：
[0030]利用最小有功功率计算公式计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率；
[0031]所述最小有功功率计算公式为：其中为保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率的标幺值，T
m
为机械转矩，上标*表示标幺值，T
j
为惯性时间常数，ω1为同步角速度，Ω
rlim
为风电机组超速保护定值，Ω
r
(0)为0时刻的转子机械角速度，电压跌落时刻为0时刻。
[0032]可选的，所述根据所述最小有功功率整定所述风电机组的有功功率参考值和无功功率参考值，具体包括：
[0033]当时，为最小有功功率的标幺值，令定子发出的有功功率标幺值P
s
*＝0来降低超速脱网风险，根据边界条件，参考功率整定结果为：其中和为定子发出的有功功率参考值的标幺值和无功功率参考值的标幺值，S
n
为机组额定功率，i
cbset
为电流预设值，U1为定子相电压有效值，L
s1
为定子漏感，L
m
为互感，k为便于论述的一个中间变量，
[0034]当时，由此不等式解得：令U
1tip
为使和存在实数解的U1的最小值，参考功率整定结果为：
[0035]当P
smin*
>ki
cbset
/S
n
时，投入无功补偿装置，提高定子相电压有效值U1，使U1≥U
1tip
，参考功率整定结果为：
[0036]一种双馈风电机群等值模型的建立系统，所述系统包括：
[0037]分群模块，用于根据初始运行转速，对风电机组进行分群，得到若干个机群；
[0038]有功和无功功率计算模块，用于计算每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值；
[0039]等值转换模块，用于将所述每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值视为每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率；
[0040]等值模型建立模块，用于根据所述每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率计算每个等值单机在低电压穿越期间的输出功率，得到等值模型。
[0041]可选的，还包括：
[0042]电压跌落判定模块，用于当电网电压跌落引起转子电流超过电流预设值时，投入保护电路进行保护；
[0043]变流器封锁模块，用于封锁转子侧变流器控制脉冲，风电机组进入低电压穿越模式；
[0044]变流器重启模块，用于当转子电流衰减至电流保护退出值时，退出所述保护电路的保护，重启所述转子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述方法包括：根据初始运行转速，对风电机组进行分群，得到若干个机群；计算每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值；将所述每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值视为每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率；根据所述每个等值单机在低电压穿越期间输出的有功功率和无功功率计算每个等值单机在低电压穿越期间的输出功率，得到等值模型。2.根据权利要求1所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述根据初始运行转速，对风电机组进行分群，得到若干个机群，具体包括：根据初始运行转速，将所处转速范围相同的风电机组划分为同一个机群，得到若干个机群。3.根据权利要求1所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述计算每个所述机群在低电压穿越期间输出的有功功率平均值和无功功率平均值，具体包括：设共划分为n个机群C1，C2，
……
，C
n
；其中的某个机群C
i
(i＝1，2，
……
，n)含有m台风电机组，各个风电机组低电压穿越期间输出的有功功率分别为P1，P2，
……
，P
m
，输出的无功功率分别为Q1，Q2，
……
，Q
m
，则Ci机组在低电压穿越期间输出的有功功率平均值无功功率平均值为其中，t表示第t个风电机组。4.根据权利要求1所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述风电机组在低电压穿越期间的控制方法包括：当电网电压跌落引起转子电流超过电流预设值时，投入保护电路进行保护；封锁转子侧变流器控制脉冲，使风电机组进入低电压穿越模式；当转子电流衰减至电流保护退出值时，退出所述保护电路的保护，重启所述转子侧变流器；整定所述风电机组的功率输出；当电压恢复至电压设定值时，控制所述风电机组返回正常运行模式。5.根据权利要求4所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述电流预设值为转子额定电流的1.9倍；所述电流保护退出值为额定电流的1.7倍；所述电压设定值为定子相电压额定值的0.9倍。6.根据权利要求4所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述整定所述风电机组的功率输出，具体包括：计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率；根据所述最小有功功率整定所述风电机组的有功功率参考值和无功功率参考值。7.根据权利要求6所述的双馈风电机群等值模型的建立方法，其特征在于，所述计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功功率，具体包括：利用最小有功功率计算公式计算保证所述风电机组不发生超速脱网的最小有功...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，徐迦勒，冯昊，贲月，张津瑞，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：