一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法技术方案

本申请公开了一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，包括：获取风电场中单个风机的线性化状态空间模型；获取风电场中全部风机的全阶状态空间模型；获取参考风机；获取风电场单个风机的等效模型；获取风电场子系统状态特征矩阵；检验风电场子系统开环是否稳定；检验柔直子系统开环是否稳定；如果所述风电场子系统开环稳定，且所述柔直子系统开环稳定，则根据预设判断条件检验风电场柔直系统闭环是否稳定；若所述风电场柔直系统闭环稳定，则判定风电场柔直系统稳定。本申请适用于任意拓扑结构的风电场稳定性分析，降低稳定分析的计算量、提高风场等值的精度和计算效率，提高稳定性检验结果的准确性。性检验结果的准确性。性检验结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法


[0001]本申请涉及风电
，尤其是一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法。

技术介绍

[0002]近年来随着风机装机容量和风电场规模不断扩大，风电场采用柔性高压直流输电系统送出电能更适用于远距离、大容量的输送。良好的稳定运行特性是电力系统运行的基本要求，而风机单机容量过低与风电场模型阶数过高的矛盾，使得基于详细动态模型的常规数值分析无法满足实际稳定性分析的需要。此外，大规模风电场与柔直输电系统间交互作用对系统稳定运行存在潜在的不利影响，也难以基于传统分析方法高效地判断。因此，对风电场接入柔直系统时的稳定性的检验是十分必要的。
[0003]风电场接入柔直系统的示意图如图2所示，风电场通过柔性直流输电系统接入交流电网时，随着风电场内风机的个数增加，互联系统的稳定性逐渐变差。
[0004]现有技术中，对风电场接入柔直系统的稳定性研究主要是研究风电场和直流输电系统作为独立系统运行时的开环稳定性，以及研究风电场接入直流输电系统时组合系统的闭环稳定性。这两种方法可细分为时域仿真法和模式分析法，其中时域仿真法基于现有仿真平台，如仿真软件simulink/PSCAD和硬件平台RTDS/RTLAB，对实际系统进行复现，该方法对参数精度和成本要求较高，难以获得一般性的结论。而模式分析法通过对特定运行点下的电力系统进行线性化，推导其状态空间模型，根据李雅普诺夫准则等稳定判据判断系统的稳定性，但该方法在系统规模大的情况下工作量大、出现维数灾难，对于风机较多的情况计算负担过于繁重。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中检验风电场接入柔直系统中的稳定性时计算量大，检验结果不准确的问题，本申请公开了一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法。
[0006]本申请公开了一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，包括：
[0007]获取风电场中单个风机的线性化状态空间模型；
[0008]获取风电场中全部风机的全阶状态空间模型；
[0009]获取参考风机；
[0010]获取风电场单个风机的等效模型；
[0011]获取风电场子系统状态特征矩阵；
[0012]根据所述风电场子系统特征矩阵，检验风电场子系统开环是否稳定；
[0013]检验柔直子系统开环是否稳定；
[0014]如果所述风电场子系统开环稳定，且所述柔直子系统开环稳定，则根据预设判断条件检验风电场柔直系统闭环是否稳定；
[0015]若所述风电场柔直系统闭环稳定，则判定风电场柔直系统稳定；
[0016]若所述风电场柔直系统闭环不稳定，则对所述风电场柔直系统做闭环稳定性增强
措施。
[0017]可选的，所述方法还包括：
[0018]如果所述风电子系统和所述柔直子系统中有任意一个系统开环不稳定，则对风电场柔直系统做开环稳定措施；
[0019]重新检验风电子系统开环是否稳定；
[0020]重新检验柔直子系统开环是否稳定。
[0021]可选的，所述预设判断条件为：
[0022]获取风电子系统开环特征矩阵的特征值，以及获取柔直子系统开环特征矩阵的特征值；
[0023]根据所述风电子系统开环特征矩阵的特征值，获取所述风电子系统的开环振荡模式；
[0024]根据所述柔直子系统开环特征矩阵的特征值，获取所述柔直子系统的开环振荡模式；
[0025]当所述风电子系统的开环振荡模式和所述柔直子系统的开环振荡模式相近时，所述风电子系统和所述柔直子系统之间发生强动态交互作用；
[0026]当所述风电子系统和所述柔直子系统之间发生强动态交互作用时，根据预设公式检验所述风电柔直系统闭环是否稳定。
[0027]可选的，所述预设判断条件还包括：
[0028]若所述风电柔直系统满足所述预设公式，则判定所述风电场柔直系统闭环稳定；
[0029]若所述风电柔直系统不满足所述预设公式，则判定所述风电柔直系统闭环不稳定。
[0030]可选的，所述预设公式为：
[0031][0032]式中，λ
Wi
,i＝1
…
15*N为风电子系统的开环振荡模式，R
Wi
,i＝1
…
15*N为风电子系统开环振荡模式对应的留数，λ
Ti
,i＝1
…
M为柔直子系统的开环振荡模式，R
Ti
,i＝1
…
M为柔直子系统开环振荡模式对应的留数，N为风电场中风机个数，M为柔直子系统的阶数。
[0033]可选的，所述获取参考风机之后，所述方法还包括：
[0034]获取所述参考风机的模型信息；
[0035]获取风电场的网络拓扑信息。
[0036]可选的，所述检验柔直子系统开环是否稳定包括：
[0037]构建高压直流输电系统状态空间模型；
[0038]获取所述高压直流输电系统状态空间模型的开环特征矩阵；
[0039]获取高压直流输电系统状态空间模型开环特征矩阵的特征值；
[0040]根据所述高压直流输电系统状态空间模型开环特征矩阵的特征值，检验所述柔直子系统开环是否稳定。
[0041]本申请公开了一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，包括：获取风电场中单个风机的线性化状态空间模型；获取风电场中全部风机的全阶状态空间模型；获取参考风机；获取风电场单个风机的等效模型；获取风电场子系统状态特征矩阵；根据所述风电场
子系统特征矩阵，检验风电场子系统开环是否稳定；检验柔直子系统开环是否稳定；如果所述风电场子系统开环稳定，且所述柔直子系统开环稳定，则根据预设判断条件检验风电场柔直系统闭环是否稳定；若所述风电场柔直系统闭环稳定，则判定风电场柔直系统稳定；若所述风电场柔直系统闭环不稳定，则对所述风电场柔直系统做闭环稳定性增强措施。本申请可以对大规模风电场采用单台风机动态模型和线路拓扑信息矩阵进行降阶，该等效降阶方法理论上适用于任意拓扑结构的风电场稳定性分析，对大规模风电接入的电网系统提供了一种稳定性分析模型，降低稳定分析的计算量、提高风场等值的精度和计算效率。本申请提出了检验风电场柔直系统的判断标准，减少稳定性检验的计算量，提高稳定性检验结果的准确性。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1为本申请公开的一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法的流程示意图
[0044]图2为现有技术中风电场接入柔直系统时的结构示意图；
[0045]图3为现有技术中风电场串联结构示意图；
[0046]图4为现有技术中风电场并联结构示意图；
[0047]图5为现有技术中风电场混联结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，其特征在于，包括：获取风电场中单个风机的线性化状态空间模型；获取风电场中全部风机的全阶状态空间模型；获取参考风机；获取风电场单个风机的等效模型；获取风电场子系统状态特征矩阵；根据所述风电场子系统特征矩阵，检验风电场子系统开环是否稳定；检验柔直子系统开环是否稳定；如果所述风电场子系统开环稳定，且所述柔直子系统开环稳定，则根据预设判断条件检验风电场柔直系统闭环是否稳定；若所述风电场柔直系统闭环稳定，则判定风电场柔直系统稳定；若所述风电场柔直系统闭环不稳定，则对所述风电场柔直系统做闭环稳定性增强措施。2.根据权利要求1所述的一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述风电子系统和所述柔直子系统中有任意一个系统开环不稳定，则对风电场柔直系统做开环稳定措施；重新检验风电子系统开环是否稳定；重新检验柔直子系统开环是否稳定。3.根据权利要求1所述的一种风电场接入柔直系统时稳定性检验方法，其特征在于，所述预设判断条件为：获取风电子系统开环特征矩阵的特征值，以及获取柔直子系统开环特征矩阵的特征值；根据所述风电子系统开环特征矩阵的特征值，获取所述风电子系统的开环振荡模式；根据所述柔直子系统开环特征矩阵的特征值，获取所述柔直子系统的开环振荡模式；当所述风电子系统的开环振荡模式和所述柔直子系统的开环振荡模式相近时，所述风电子系统和所述柔直子系统之间发生强动态交互作用；当所述风电子系统和所述柔直子系统之间发生强动态交互作用时，根据预设公式检验所述风电柔直系统闭环是否稳定。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉，任必兴，李强，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：