一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法及装置，所述方法包括：构建直驱风机系统化状态空间模型；获取并网风电场的线性化状态空间模型；获取并网风电场外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值；以及外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；获取外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵；获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；根据所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵，构建海上直驱风机风电并网的聚合模型；评估海上直驱风机风电并网的稳定性。本申请考虑到小干扰因素给海上直驱风机风电并网带来的影响，评估结果更准确，计算量小，效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法及装置


[0001]本申请涉及到风电并网稳定性检验方面，尤其是一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法及装置。

技术介绍

[0002]随着海上风电的开发与建设愈见被国家重视，海上风电接入对电力系统稳定性的影响也获得的广泛的关注，目前海上风电项目主要采用以直驱风机为代表的全功率变换风电机组，相比较与以双馈风机为代表的部分功率变换风电机组，直驱风机换流器与交流电网之间的功率交换更大，动态交互作用及其影响往往更强，对电力系统电磁振荡稳定性的影响更大。因此，有必要对大规模海上直驱风电场小干扰稳定性进行检验。
[0003]参见图3所示，海上风电场有N台型号相同的直驱风机并网构成，通常风电机组有个端口电压，经过箱式变压器升压至中压，通过35kV集电网络汇集到风电场的升压变电站的低压侧，即汇流母线A，经过风电场升压变电站升压后，通过汇流母线C接入陆上主电网。现有技术中，通常构建风电场全阶模型，再利用参数辨识法，根据等值风电场在并网点的动态响应数据，对等值风机参数进行辨识，求得同一工况或同一外部扰动作用下等值风机与被等值风电场，再评估海上直驱风机风电并网的稳定性。
[0004]这种方法在构建风电并网的等值模型时，没有考虑到小干扰因素对直驱风机风电并网稳定性的影响，小干扰因素一是风电功率的接入会改变电力系统原有的潮流分布特性；二是风电机组与风电机组之间的动态交互作用；三是风电机组与交流电网之间的动态交互作用。这种方法在每次风电场或风电机组工况发生变换时，需要重新建立风电场小信号模型进行分析，计算量大，效率低。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中评估海上直驱风机风电并网的稳定性时，没有考虑到小干扰因素，从而影响评估结果的准确性时，本申请公开了一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法及装置。
[0006]本申请第一方面公开了一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，包括：
[0007]构建直驱风机系统化状态空间模型；
[0008]获取并网风电场的线性化状态空间模型；
[0009]获取并网风电场的网络阻抗矩阵，所述并网风电场的网络阻抗矩阵包括内部网络阻抗矩阵和外送线路部分网络阻抗矩阵；
[0010]获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；
[0011]获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵；
[0012]获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；
[0013]根据所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型，以及所述外送线路部分网络
阻抗矩阵的特征向量矩阵，构建海上直驱风机风电并网的聚合模型；
[0014]根据所述海上直驱风机风电并网的聚合模型，评估海上直驱风机风电并网的稳定性。
[0015]可选的，所述构建直驱风机系统化状态空间模型包括：
[0016]获取每个直驱风机的电压、电流和状态向量，构建每个直驱风机的线性化状态空间模型；
[0017]根据每个直驱风机的线性化状态空间模型，构建直驱风机系统化状态空间模型。
[0018]可选的，所述获取并网风电场的线性化状态空间模型包括：
[0019]获取并网风电场的节点阻抗矩阵，构建并网风电场的网络方程；
[0020]根据所述直驱风机系统化状态空间模型中每个直驱风机的电流，获取并网风电场的输出电流；
[0021]根据所述并网风电场的输出电流和所述直驱风机系统化状态空间模型，获取并网风电场的线性化状态空间模型。
[0022]可选的，所述获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型包括：
[0023]获取并网风电场的网络阻抗矩阵，获取所述网络阻抗矩阵的特征值，以及获取所述网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；
[0024]根据所述网络阻抗矩阵的特征值所对应的特征向量，获取特征向量矩阵；
[0025]获取所述直驱风机系统化状态空间模型的电压与所述特征向量矩阵之间的关系，以及直驱风机系统化状态空间模型的电流与所述特征向量矩阵之间的关系，以及所述直驱风机系统化状态空间模型的状态向量与所述特征向量矩阵之间的关系；
[0026]获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型为根据所述直驱风机系统化状态空间模型的电压与所述特征向量矩阵之间的关系，以及直驱风机系统化状态空间模型的电流与所述特征向量矩阵之间的关系，以及所述直驱风机系统化状态空间模型的状态向量与所述特征向量矩阵之间的关系获取。
[0027]可选的，所述根据所述网络阻抗矩阵的特征值所对应的特征向量，获取特征向量矩阵之后，所述方法还包括：
[0028]获取所述特征向量矩阵中任意两个不同元素之间的关系；所述任意两个不同元素为任意两个不同直驱风机。
[0029]本申请第二方面公开了一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估装置，所述装置应用于所述一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，包括：
[0030]风机模型构建模块，用于构建直驱风机系统化状态空间模型；
[0031]风电场模型构建模块，用于获取并网风电场的线性化状态空间模型；
[0032]网络阻抗矩阵获取模块，用于获取并网风电场的网络阻抗矩阵，所述并网风电场的网络阻抗矩阵包括内部网络阻抗矩阵和外送线路部分网络阻抗矩阵；
[0033]数据获取模块，用于获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；
[0034]特征向量矩阵获取模块，用于获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵；
[0035]风电并网模型获取模块，用于获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；
[0036]聚合模型构建模块，用于根据所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵，构建海上直驱风机风电并网的聚合模型；
[0037]稳定性评估模块，用于根据所述海上直驱风机风电并网的聚合模型，评估海上直驱风机风电并网的稳定性。
[0038]可选的，所述风机模型构建模块包括：
[0039]单个风机模型构建单元，用于获取每个直驱风机的电压、电流和状态向量，构建每个直驱风机的线性化状态空间模型；
[0040]风机模型构建单元，用于根据每个直驱风机的线性化状态空间模型，构建直驱风机系统化状态空间模型。
[0041]可选的，所述风电场模型构建模块包括：
[0042]网络方程构建单元，用于获取并网风电场的节点阻抗矩阵，构建并网风电场的网络方程；
[0043]输出电流获取单元，用于根据所述直驱风机系统化状态空间模型中每个直驱风机的电流，获取并网风电场的输出电流；
[0044]风电场模型构建单元，用于根据所述并网风电场的输出电流和所述直驱风机系统化状态空间模型，获取并网风电场的线性化状态空间模型。
[0045]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，包括：构建直驱风机系统化状态空间模型；获取并网风电场的线性化状态空间模型；获取并网风电场的网络阻抗矩阵，所述并网风电场的网络阻抗矩阵包括内部网络阻抗矩阵和外送线路部分网络阻抗矩阵；获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；获取所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵；获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；根据所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型，以及所述外送线路部分网络阻抗矩阵的特征向量矩阵，构建海上直驱风机风电并网的聚合模型；根据所述海上直驱风机风电并网的聚合模型，评估海上直驱风机风电并网的稳定性。2.根据权利要求1所述的一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，所述构建直驱风机系统化状态空间模型包括：获取每个直驱风机的电压、电流和状态向量，构建每个直驱风机的线性化状态空间模型；根据每个直驱风机的线性化状态空间模型，构建直驱风机系统化状态空间模型。3.根据权利要求2所述的一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，所述获取并网风电场的线性化状态空间模型包括：获取并网风电场的节点阻抗矩阵，构建并网风电场的网络方程；根据所述直驱风机系统化状态空间模型中每个直驱风机的电流，获取并网风电场的输出电流；根据所述并网风电场的输出电流和所述直驱风机系统化状态空间模型，获取并网风电场的线性化状态空间模型。4.根据权利要求3所述的一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，所述获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型包括：获取并网风电场的网络阻抗矩阵，获取所述网络阻抗矩阵的特征值，以及获取所述网络阻抗矩阵的特征值对应的特征向量；根据所述网络阻抗矩阵的特征值所对应的特征向量，获取特征向量矩阵；获取所述直驱风机系统化状态空间模型的电压与所述特征向量矩阵之间的关系，以及直驱风机系统化状态空间模型的电流与所述特征向量矩阵之间的关系，以及所述直驱风机系统化状态空间模型的状态向量与所述特征向量矩阵之间的关系；获取直驱风机风电并网的线性化状态空间模型；所述直驱风机风电并网的线性化状态空间模型为根据所述直驱风机系统化状态空间模型的电压与所述特征向量矩阵之间的关系，以及直驱风机系统化状态空间模型的电流与所述特征向量矩阵之间的关系，以及所述直驱风机系统化状态空间模型的状态向量与所述特征向量矩阵之间的关系获取。5.根据权利要求4所述的一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，所述根据所述网络阻抗矩阵的特征值所对应的特征向量，获取特征向量矩阵之后，所述方法还包括：
获取所述特征向量矩阵中任意两个不同元素之间的关系；所述任意两个不同元素为任意两个不同直驱风机。6.一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估装置，所述装置应用于权利要求1
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5任一项所述的一种海上直驱风机风电并网的稳定性评估方法，其特征在于，包括：风机模型构建模块，用于构建直驱风机系统化状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，任必兴，孙蓉，贾勇勇，周前，汪成根，李群，李海峰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：