含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法及装置制造方法及图纸

本说明书涉及新能源发电技术领域，具体地公开了一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法及装置，其中，该方法包括：获取所述新能源系统的同步调相机的角速度和角加速度；按照预设的阶段划分规则，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段；在新能源系统故障清除的情况下，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略；所述风机有功电流的恢复策略用于控制所述风机有功电流进行恢复。上述方案能在快速恢复新能源有功功率的同时，显著提升新能源送端同步调相机的暂态功角稳定性，避免传统故障清除后风机有功电流斜坡恢复速率设置不当导致的同步调相机功角稳定性变差的问题。机功角稳定性变差的问题。机功角稳定性变差的问题。

【技术实现步骤摘要】
含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法及装置


[0001]本说明书涉及新能源发电
，特别涉及一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源发电规模的发展，新能源发电在碳减排事业与用电需求的供给中起到中流砥柱的作用。然而，新能源集中送出系统的动态无功支撑能力较弱，低短路比和暂态过电压问题凸显，极大限制了新能源基地的外送能力。在新能源送端安装同步调相机不仅可以为故障扰动中的系统提供动态无功补偿、支撑送端母线电压，而且能够通过增大送端短路比来提升新能源的出力总量。然而同步调相机作为一种没有原动机和机械负载的特殊同步电机，具备惯性响应特性，该特性决定了同步调相机也会与同步发电机一起承担系统暂态过程中的功率扰动。当以火电机组供电的电网发生故障扰动时，接在送端系统的同步调相机一般不会失步。当同步调相机安装在新能源送端系统中时，新能源自身不存在功角失稳现象，但新能源在故障期间及故障后的暂态特性会影响同步调相机转子动态，可能引发同步调相机相对于系统的功角稳定性问题。
[0003]为了满足风电场并网要求、保护设备自身安全，风机需要在电网电压跌落期间采取一定的措施实现低电压穿越运行。当发生短路故障时，风机一方面需要增加无功出力向电网提供无功电流支撑；另一方面应该降低有功出力防止风电机组过流。在故障清除后，风机有功电流一般采取以一定斜率恢复的方式，以减轻有功突变对设备的冲击。但这一恢复策略可能会对其邻近同步机的功角稳定性产生不利影响。由风电的暂态特性诱发的同步机的功角不稳成为亟待解决的问题。
[0004]针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本说明书实施例提供了一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法及装置，以解决现有技术中故障清除后风机有功电流斜坡恢复速率设置不当导致的同步调相机功角稳定性变差的技术问题。
[0006]本说明书实施例提供了一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，包括：
[0007]获取新能源系统的同步调相机的角速度和角加速度；
[0008]按照预设的阶段划分规则，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段；
[0009]在新能源系统故障清除的情况下，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略；所述风机有功电流的恢复策略用于控制所述风机有功电流进行恢复。
[0010]在一个实施例中，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机
的转子所处的摇摆阶段，包括：
[0011]在所述同步调相机的角速度小于等于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第一摇摆阶段；
[0012]在所述同步调相机的角速度大于零且角加速度大于等于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第二摇摆阶段；
[0013]在所述同步调相机的角速度大于零且角加速度小于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第三摇摆阶段。
[0014]在一个实施例中，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，包括：
[0015]在所述同步调相机的转子处于第一摇摆阶段的情况下，将风机有功电流立即恢复至故障前有功电流。
[0016]在一个实施例中，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，包括：
[0017]在所述同步调相机的转子处于第二摇摆阶段的情况下，将风机有功电流的有功电流变化率确定为：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]其中，u为风机有功电流的有功电流变化率；δ为同步调相机相对于受端系统的功角测量值；ω为同步调相机相对于受端系统的角速度；U
w
为风机并网点电压；t为时间；I
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为风机原有功电流控制指令；M为同步调相机惯量；K
b
为调节参数，取K
b
>0；K
a
为调节参数，取K
a
>0。
[0024]在一个实施例中，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，包括：
[0025]在所述同步调相机的转子处于第三摇摆阶段的情况下，将风机有功电流的有功电流变化率确定为：
[0026]u＝100K
c
a；
[0027]式中，u为风机有功电流的有功电流变化率；K
c
为调节参数，取K
c
＝10M；a为同步调相机相对于受端系统的角加速度。
[0028]在一个实施例中，所述含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法还包括：
[0029]执行所述风机有功电流的恢复策略，以控制所述风机有功电流进行恢复；
[0030]在满足预设条件的情况下，停止执行所述风机有功电流的恢复策略。
[0031]在一个实施例中，所述预设条件包括以下至少之一：
[0032]功角误差在第一预设范围内并且角速度误差在第二预设范围内；
[0033]控制时间超出预设时限。
[0034]本说明书实施例还提供了一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制装置，包括：
[0035]获取模块，用于获取新能源系统的同步调相机的角速度和角加速度；
[0036]划分模块，用于按照预设的阶段划分规则，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段；
[0037]确定模块，用于在新能源系统故障清除的情况下，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略；所述风机有功电流的恢复策略用于控制所述风机有功电流进行恢复。
[0038]本说明书实施例还提供一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述任意实施例中所述的含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法的步骤。
[0039]本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现上述任意实施例中所述的含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法的步骤。
[0040]在本说明书实施例中，提供了一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，可以获取新能源系统的同步调相机的角速度和角加速度，按照预设的阶段划分规则，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段，在新能源系统故障清除的情况下，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，所述风机有功电流的恢复策略用于控制所述风机有功电流进行恢复。本实施例中，根据同步调相机的角速度和角加速度，分阶段设计不同的风机有功恢复速率控制策略，实时判断同步机转子摇摆动态并对风机有功电流变化斜率进行切换，从而提高了新能源场站分布式同步调相机的暂态功角稳定性。本说明书实施例中的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，其特征在于，包括：获取新能源系统的同步调相机的角速度和角加速度；按照预设的阶段划分规则，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段；在新能源系统故障清除的情况下，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略；所述风机有功电流的恢复策略用于控制所述风机有功电流进行恢复。2.根据权利要求1所述的含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，其特征在于，基于所述同步调相机的角速度和角加速度确定所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段，包括：在所述同步调相机的角速度小于等于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第一摇摆阶段；在所述同步调相机的角速度大于零且角加速度大于等于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第二摇摆阶段；在所述同步调相机的角速度大于零且角加速度小于零的情况下，确定所述同步调相机的转子处于第三摇摆阶段。3.根据权利要求2所述的含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，其特征在于，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，包括：在所述同步调相机的转子处于第一摇摆阶段的情况下，将风机有功电流立即恢复至故障前有功电流。4.根据权利要求2所述的含同步调相机的新能源系统有功电流恢复控制方法，其特征在于，根据所述同步调相机的转子所处的摇摆阶段确定风机有功电流的恢复策略，包括：在所述同步调相机的转子处于第二摇摆阶段的情况下，将风机有功电流的有功电流变化率确定为：化率确定为：化率确定为：化率确定为：化率确定为：其中，u为风机有功电流的有功电流变化率；δ为同步调相机相对于受端系统的功角测量值；ω为同步调相机相对于受端系统的角速度；U
w
为风机并网点电压；t为时间；I
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为风机原有功电流控制指令；M为同步调相机惯量；K
b
为调节参数，取K
b

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天骐，李秉芳，谢欢，杨松浩，梁浩，秦川，刘瑛琳，郝婧，罗婧，易姝娴，夏雪，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：