[发明专利]一种双馈风机等效虚拟惯性时间常数计算方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源电力系统运行与控制技术领域，尤其是涉及一种双馈风机等效虚拟惯性时间常数计算方法。

背景技术

电力系统发生功率缺额最初阶段，主要依靠同步发电机和异步电动机的惯性响应实现动态有功功率平衡。对于渗透率不断提高的双馈风力发电机，因变流器电力电子接口的存在，其转子转速与系统频率解耦，双馈风机不能提供惯性响应和动态有功支持，大规模双馈风机并网势必会造成功率缺额条件下电力系统动态频率特性恶化。双馈风机模拟惯性响应是解决上述问题的有效手段。虚拟惯性控制是被广泛采用的模拟惯性响应方法。当系统发生功率缺额时，该方法通过引入系统频率微分信号，使双馈风机提供附加电磁转矩和电磁功率，并释放动能、实现虚拟惯性响应。随着双馈风机渗透率不断提高，虚拟惯性控制技术的推广势在必行。

当风电渗透率不断提高，虚拟惯性控制技术被越来越多采用时，电力系统中双馈风机主动参与系统动态频率调节，使原本确定的系统等效惯性时间常数变得未知。此时，系统动态频率特性将发生根本性变化。计算风机等效虚拟惯性时间常数是研究上述问题的基础。目前，尚未任何文献及成果对该问题进行研究，本发明通过计算双馈风机等效虚拟惯性时间常数，为电力系统动态频率安全稳定评估、低频减载策略制定等关键问题奠定基础。

发明内容

本发明是计算双馈风机等效虚拟惯性时间常数，目的在于为含双馈风电虚拟惯性控制的电力系统动态频率特性研究提供基础。

本发明所采用的技术方案是：一种双馈风机等效虚拟惯性时间常数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：引入传统微分虚拟惯性控制方法，定义双馈风机等效虚拟惯性时间常数表达式：

Hequ=Δωr(s)Δωs(s)(ωs0ωr0ωnom2)HDFIG]]>

其中，ω_s0、△ω_s(s)分别为电力系统同步角速度和角速度增量，ω_r0、△ω_r(s)分别为双馈风机初始角速度和角速度增量，ω_nom为双馈风机额定角速度，H_DFIG为双馈风机固有惯性时间常数，s表示频域计算符；

步骤2：根据步骤1定义的表达式，为求解未知量须先求解惯性响应过程中的电磁转矩增量△T_em(s)；

步骤3：由步骤2计算得到△T_em(s)，并根据频域偏差量表示的机电暂态方程计算Δωr(s)Δωs(s);]]>