基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法及相关装置，方法包括：基于风电场实际电气信息

【技术实现步骤摘要】
基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法及相关装置


[0001]本申请涉及风电场评估
，尤其涉及基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法及相关装置
。

技术介绍

[0002]风电场经长距离海缆接入电网时，海缆和电网侧阻抗之间的阻抗特性可能造成谐波放大，从而产生谐振现象
。
因此，有必要对风电场的阻抗特性开展评估工作，评估其接入电网后发生谐振的风险
。
目前主要根据
NB/T10651
‑
2021《
风电场阻抗特性评估技术规范
》
开展风电场阻抗特性评估，该标准规定了风电场的评估范围
、
评估点
、
建模要求
、
判断稳定的方法
。
[0003]但是，该标准规定评估频率范围较低，海风场不止存在发生次
/
超同步振荡的风险，同样地
1000Hz
以上的高频段也存在振荡风险
。
而且，该标准针对风电机组
、
无功补偿装置的阻抗特性模型采用与控制硬件在环仿真校核一致的控制代码封装数字模型，需要基于硬件在环仿真模型阻抗特性扫描结果对风电机组
、
无功补偿装置电磁暂态仿真模型进行校核，对风电机组
、
无功补偿装置电磁暂态仿真模型提出了较高要求，校核时间成本高，不利于提高效率，且其评估的准确度依赖于电磁暂态仿真模型与硬件在环仿真模型阻抗特性的一致程度
。

技术实现思路
r/>[0004]本申请提供了基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法及相关装置，用于解决现有技术的频率范围和模型校核过程无法满足实际的风电场评估需求，导致评估效率较低的技术问题
。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法，包括：
[0006]基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，所述详细风电场模型包括可变阻抗模型和关联电网系统模型；
[0007]在预设扫描频率范围内，向所述详细风电场模型的并网点输入预设频率扰动信号，并获取对应的响应电流，所述响应电流包括电网侧响应电流和风机侧响应电流；
[0008]根据所述电网侧响应电流和所述风机侧响应电流分别计算出电网侧阻抗和风机侧阻抗；
[0009]依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗绘制奈奎斯特风险评估曲线，并基于流水线算法计算出振荡风险频段，得到风险评估结果
。
[0010]优选地，所述基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，包括：
[0011]通过离线仿真平台基于风电场实际电气信息构建初始风电场模型，所述初始风电
场模型包括海缆
、
变压器和集电线路；
[0012]根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行拟合操作，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；
[0013]将所述可变阻抗模型和关联电网系统模型接入所述初始风电场模型中，得到详细风电场模型
。
[0014]优选地，所述基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，之前还包括：
[0015]获取风电场实际电气信息，所述风电场实际电气信息包括实际电气结构和实际电气参数；
[0016]采用仿真或者模拟扫描的方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据
。
[0017]优选地，所述依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗绘制奈奎斯特风险评估曲线，并基于流水线算法计算出振荡风险频段，得到风险评估结果，包括：
[0018]依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗进行比值计算，同时将幅值和相位分别转换为实部和虚部；
[0019]根据所述实部和虚部的数值在极坐标系中绘制奈奎斯特风险评估曲线；
[0020]判断所述奈奎斯特风险评估曲线是否落在裕度范围内，若是，则存在振荡风险，若否，则不存在；
[0021]若存在振荡风险，则基于流水线算法计算所述裕度范围内的部分所述奈奎斯特风险评估曲线上每个数据点的风险幅值和风险相角；
[0022]通过所述风险幅值和风险相角确定振荡风险频段，得到风险评估结果
。
[0023]本申请第二方面提供了基于阻抗特性的风电场振荡风险评估装置，包括：
[0024]模型拟合单元，用于基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，所述详细风电场模型包括可变阻抗模型和关联电网系统模型；
[0025]扫描响应单元，用于在预设扫描频率范围内，向所述详细风电场模型的并网点输入预设频率扰动信号，并获取对应的响应电流，所述响应电流包括电网侧响应电流和风机侧响应电流；
[0026]阻抗计算单元，用于根据所述电网侧响应电流和所述风机侧响应电流分别计算出电网侧阻抗和风机侧阻抗；
[0027]风险评估单元，用于依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗绘制奈奎斯特风险评估曲线，并基于流水线算法计算出振荡风险频段，得到风险评估结果
。
[0028]优选地，所述模型拟合单元，具体用于：
[0029]通过离线仿真平台基于风电场实际电气信息构建初始风电场模型，所述初始风电场模型包括海缆
、
变压器和集电线路；
[0030]根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行拟合操作，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；
[0031]将所述可变阻抗模型和关联电网系统模型接入所述初始风电场模型中，得到详细风电场模型
。
[0032]优选地，还包括：
[0033]第一获取单元，用于获取风电场实际电气信息，所述风电场实际电气信息包括实际电气结构和实际电气参数；
[0034]第二获取单元，用于采用仿真或者模拟扫描的方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据
。
[0035]优选地，所述风险评估单元，具体用于：
[0036]依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗进行比值计算，同时将幅值和相位分别转换为实部和虚部；
[0037]根据所述实部和虚部的数值在极坐标系中绘制奈奎斯特风险评估曲线；
[0038]判断所述奈奎斯特风险评估曲线是否落在裕度范围内，若是，则存在振荡风险，若否，则不存在；
[0039]若存在振荡风险，则基于流水线算法计算所述裕度范围内的部分所述奈奎斯特风险评估曲线上每个数据点的风险幅值和风险相角；
[0040]通过所述风险幅值和风险本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法，其特征在于，包括：基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，所述详细风电场模型包括可变阻抗模型和关联电网系统模型；在预设扫描频率范围内，向所述详细风电场模型的并网点输入预设频率扰动信号，并获取对应的响应电流，所述响应电流包括电网侧响应电流和风机侧响应电流；根据所述电网侧响应电流和所述风机侧响应电流分别计算出电网侧阻抗和风机侧阻抗；依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗绘制奈奎斯特风险评估曲线，并基于流水线算法计算出振荡风险频段，得到风险评估结果
。2.
根据权利要求1所述的基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法，其特征在于，所述基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，包括：通过离线仿真平台基于风电场实际电气信息构建初始风电场模型，所述初始风电场模型包括海缆
、
变压器和集电线路；根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行拟合操作，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；将所述可变阻抗模型和关联电网系统模型接入所述初始风电场模型中，得到详细风电场模型
。3.
根据权利要求1所述的基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法，其特征在于，所述基于风电场实际电气信息
、
风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合操作，得到详细风电场模型，之前还包括：获取风电场实际电气信息，所述风电场实际电气信息包括实际电气结构和实际电气参数；采用仿真或者模拟扫描的方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据
。4.
根据权利要求1所述的基于阻抗特性的风电场振荡风险评估方法，其特征在于，所述依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗绘制奈奎斯特风险评估曲线，并基于流水线算法计算出振荡风险频段，得到风险评估结果，包括：依据所述电网侧阻抗和所述风机侧阻抗进行比值计算，同时将幅值和相位分别转换为实部和虚部；根据所述实部和虚部的数值在极坐标系中绘制奈奎斯特风险评估曲线；判断所述奈奎斯特风险评估曲线是否落在裕度范围内，若是，则存在振荡风险，若否，则不存在；若存在振荡风险，则基于流水线算法计算所述裕度范围内的部分所述奈奎斯特风险评估曲线上每个数据点的风险幅值和风险相角；通过所述风险幅值和风险相角确定振荡风险频段，得到风险评估结果
。5.
基于阻抗特性的风电场振荡风险评估装置，其特征在于，包括：模型拟合单元，用于基于风电场实际电气信息
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：余超耘，郭敬梅，盛超，曾有芝，杨汾艳，杜胜磊，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：