一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法及装置，其方法包括获取目标风电场站中各风电机组的机端电压与机端电流，并进行

【技术实现步骤摘要】
一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法及装置，属于电力系统

。

技术介绍

[0002]随着高比例新能源新型电力系统的构建，新能源发电尤其是风力发电，使得电力系统的安全稳定运行受到来自源侧变化的直接挑战，大量风力发电机的投入，伴随着电力电子器件的激增，使得在扰动作用下，风力发电表现出与常规电源迥异的行为，导致电力系统动态特性发生质的变化，受扰后易引发宽频段振荡问题，威胁整个电网的稳定运行
。
现在对于单一风机并网系统的稳定性分析已较为成熟，如公开号
CN110350588B
，公开的一种双馈风机并网系统动态能量稳定性评估方法及系统，解决了现有风电机组并网系统稳定性评估准确性低的问题
。
但对于一个多风机并网系统，评估该系统的稳定水平以及量化各风电机组对系统的稳定性贡献还没有较为清晰的技术结论
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法及装置，解决现有技术缺乏对多风机并网系统的稳定性分析的技术问题
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，包括：
[0006]获取目标风电场站中各风电机组的机端电压与机端电流，并进行
abc/dq
坐标变换生成
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量；
[0007]根据各所述风电机组的
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量，基于能量守恒定律，计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量；
[0008]根据所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量，计算所述多风机并网发电系统的稳定性的变化趋势；
[0009]根据所述稳定性的变化趋势，确定各所述风电机组对应换流器对所述稳定性的阻尼贡献水平
。
[0010]可选的，所述风电机组的机端电压为：
[0011][0012]式中，
u
a
、u
b
、u
c
分别为
a、b、c
相电压的瞬时值，
U0、U
‑
、U
+
分别为基频
、
次频和超频电压的幅值；分别为基频
、
次频和超频电压初相角；
ω0、
ω
‑
、
ω
+
分别为基
频
、
次频和超频的相角角频率；
t
为瞬时时刻；
[0013]所述风电机组的机端电流为：
[0014][0015]式中，
i
a
、i
b
、i
c
分别为
a、b、c
相电流的瞬时值，
I0、I
‑
、I
+
分别为基频
、
次频和超频电流的幅值；分别为基频
、
次频和超频电流初相角
。
[0016]可选的，所述
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量为：
[0017][0018]式中，
u
d
、u
q
为
d
轴
、q
轴的机端电压分量，
i
d
、i
q
为
d
轴
、q
轴的机端电流分量，
P(
θ
)
为变换矩阵，
θ
取值为电网中基频电压相角，
P(
θ
)
的表达式为：
[0019][0020]可选的，所述计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量包括：
[0021]获取所述目标风电场站的系统结构，确定所述系统结构中的
S
型节点
、N
型节点
、L
型支路
、G
型支路；所述
S
型节点为目标风电场站中与换流器相连的节点，各换流器一一对应连接各风电机组；所述
N
型节点为目标风电场站中未与换流器相连的节点；
L
型支路为目标风电场站中未与外部网络相连的支路；
G
型支路为目标风电场站中未与外部网络相连的支路；
[0022]根据各所述风电机组的
d
轴
、q
轴的机端电压分量和极端电流分量，确定各
S
型节点
、
各
N
型节点
、
各
L
型支路
、
各
G
型支路的
d
轴
、q
轴的电压分量和电流分量；
[0023]根据各
S
型节点
、
各
N
型节点
、
各
L
型支路
、
各
G
型支路的
d
轴
、q
轴的电压分量和电流分量计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量
。
[0024]可选的，所述目标风电场站的存储能量
w
s
为：
[0025][0026][0027]式中，
C
S,s
为第
s
个
S
型节点的连接电容，
n1为
S
型节点的数量；
C
N,n
为第
n
个个
N
型节点的连接电容，
n2为
N
型节点的数量；
L
L,l
为第
l
个
L
型支路的串联电感，
n3为
L
型支路的数量；
L
G,g
为第
g
个
G
型支路的串联电感，
n4为
G
型支路的数量；为第
s
个
S
型节点的
d
轴
、q
轴的电压分量；为第
n
个
N
型节点的
d
轴
、q
轴的电压分量；第
l
个
L
型支路的
d
轴
、q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，其特征在于，包括：获取目标风电场站中各风电机组的机端电压与机端电流，并进行
abc/dq
坐标变换生成
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量；根据各所述风电机组的
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量，基于能量守恒定律，计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量；根据所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量，计算所述多风机并网发电系统的稳定性的变化趋势；根据所述稳定性的变化趋势，确定各所述风电机组对应换流器对所述稳定性的阻尼贡献水平
。2.
根据权利要求1所述的多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，其特征在于，所述风电机组的机端电压为：式中，
u
a
、u
b
、u
c
分别为
a、b、c
相电压的瞬时值，
U0、U
‑
、U
+
分别为基频
、
次频和超频电压的幅值；分别为基频
、
次频和超频电压初相角；
ω0、
ω
‑
、
ω
+
分别为基频
、
次频和超频的相角角频率；
t
为瞬时时刻；所述风电机组的机端电流为：式中，
i
a
、i
b
、i
c
分别为
a、b、c
相电流的瞬时值，
I0、I
‑
、I
+
分别为基频
、
次频和超频电流的幅值；分别为基频
、
次频和超频电流初相角
。3.
根据权利要求2所述的多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，其特征在于，所述
d
轴
、q
轴的机端电压分量和机端电流分量为：式中，
u
d
、u
q
为
d
轴
、q
轴的机端电压分量，
i
d
、i
q
为
d
轴
、q
轴的机端电流分量，
P(
θ
)
为变换矩阵，
θ
取值为电网中基频电压相角，
P(
θ
)
的表达式为：
4.
根据权利要求1所述的多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，其特征在于，所述计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量包括：获取所述目标风电场站的系统结构，确定所述系统结构中的
S
型节点
、N
型节点
、L
型支路
、G
型支路；所述
S
型节点为目标风电场站中与换流器相连的节点，各换流器一一对应连接各风电机组；所述
N
型节点为目标风电场站中未与换流器相连的节点；
L
型支路为目标风电场站中未与外部网络相连的支路；
G
型支路为目标风电场站中未与外部网络相连的支路；根据各所述风电机组的
d
轴
、q
轴的机端电压分量和极端电流分量，确定各
S
型节点
、
各
N
型节点
、
各
L
型支路
、
各
G
型支路的
d
轴
、q
轴的电压分量和电流分量；根据各
S
型节点
、
各
N
型节点
、
各
L
型支路
、
各
G
型支路的
d
轴
、q
轴的电压分量和电流分量计算所述目标风电场站的存储能量和各所述风电机组对应换流器的动态能量
。5.
根据权利要求4所述的多风机并网发电系统的阻尼贡献稳定评估方法，其特征在于，所述目标风电场站的存储能量
w
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任必兴，李强，汪成根，邹小明，贾勇勇，吕振华，唐伟佳，张森，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司双创中心国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：