[发明专利]一种长线路风电场并网谐振信息提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及多逆变器并网谐波交互作用分析技术领域，尤其是涉及一种长线 路风电场并网谐振信息提取方法。

背景技术

近年来，由于风电场开发规模的日益扩大以及风电并网技术的迅猛发展，风电 并网所引起的电能质量问题已成为当下电力系统所面临的严峻挑战。而具有长线路 的风电场由于其并网系统电网结构薄弱，且其送出线较长，变压器漏感、线路电抗 及分布电容所带来的影响不容忽视。

目前，国内外对分布式电源并网谐振问题的研究主要集中在:一、逆变器LCL 滤波器的设计与控制；二、多逆变器并网的谐波交互与建模，建立并网逆变器的输 出阻抗模型，并对多并网逆变器与电网的谐波交互作用进行分析。然而在逆变器并 网建模时却极少考虑长线路分布参数模型。同时，长输电线路对地分布电容可能会 导致系统出现复杂谐振现象，进而影响并网谐振点阻抗值。

分析谐波谐振的方法包括频率扫描法，但该方法虽可以准确识别谐振频率却无 法评估谐振情况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结果准确的 长线路风电场并网谐振信息提取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种长线路风电场并网谐振信息提取方法，包括以下步骤：

1)建立风电场并网等效模型；

2)根据所述风电场并网等效模型得到风电场并网系统的节点导纳矩阵；

3)将所述节点导纳矩阵分解为关于特征值的表达式：

Y_f＝LΛT

式中，Y_f为并联谐振为f时的节点导纳矩阵，Λ为对角特征值矩阵，L、T分别 为左、右特征向量矩阵，且Λ＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_k,…)，L＝(l₁,l₂,…,l_k,…)， T＝(t₁,t₂,…,t_k,…)，L＝T^-1；

4)根据步骤3)获得长线路风电场并网谐振现象发生时，各节点的谐振参与 因子以及各电气元件的谐振灵敏度值。

所述步骤1)中建立的风电场并网等效模型包括逆变器并网等效输出阻抗模型 和长输电线路分布参数模型。

所述逆变器并网等效输出阻抗模型中，采用含有LCL型滤波器的逆变器，利 用Clarke和Park矩阵将并网逆变器系统在三相静止坐标系下的数学模型变换到dq 旋转坐标系下后，获得逆变器并网的输出阻抗表达式：

Z₀(s)＝(s³L_invL_gC_f+s²G_icG_invL_gC_f+s²R_hC_fL_inv+s²R_hC_fL_g+sL_inv+sL_g+

sR_hC_fG_igG_icG_inv+G_igG_icG_inv)/(s²L_invC_f+sR_hC_f+sG_icG_invC_f+1)

式中，L_g、L_inv分别为网侧和逆变器侧电抗，C_f为滤波电容，R_h为滤波电容 串联电阻，G_ig为并网电流外环控制传递函数，G_ic为电容电流内环控制传递函数， G_inv为逆变器桥路等效增益。