[发明专利]一种含风电场的多机系统暂态功角稳定性分析方法

权利要求书

1.一种含风电场的多机系统暂态功角稳定性分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

揭示双馈风电场通过向电网输送有功、无功功率与同步机进行电气交互从而影响同步机功角的互同步性的原理，并将双馈风机的对外输出的功率特性用并联接地导纳反映；

对含有双馈风机的多机系统的节点电压方程进行2次收缩处理，将双馈风机包含的有功和无功信息糅入到同步机暂态内电势节点的导纳矩阵中，即将双馈风机对同步机电磁功率的影响转化为对同步机之间电气联系强弱的改变；

根据收缩处理后的结果，结合节点注入电流公式与扩展等面积定则，分析风电场接入的多机系统同步机功角的互同步性与多机系统的暂态稳定性；

其中，所述对含有双馈风机的多机系统的节点电压方程进行2次收缩处理，具体为：

先将电力系统的节点电压方程进行第一次收缩处理消去网络中普通功率交换节点，得到含双馈风机出口节点与同步机暂态内电势节点的网络；

将作为功率注入源的双馈风机处理成接地导纳，连接在出口节点上的功率源不复存在，该节点的注入电流为零；

原风机系统导纳矩阵中所有互导纳元素和同步机暂态内电势节点的自导纳元素不受影响；

进行第二次收缩处理并消去出口节点，得到仅包含同步机暂态内电势节点的节点电压方程。

2.根据权利要求1所述的一种含风电场的多机系统暂态功角稳定性分析方法，其特征在于，所述影响同步机功角的互同步性的原理具体为：

所述双馈风机的接入引起多机系统的潮流发生变化，各同步机相连节点的节点电压幅值和相位随之改变，影响各同步机的电磁功率，改变了整个多机系统内同步机功角之间的互同步性。

3.根据权利要求1所述的一种含风电场的多机系统暂态功角稳定性分析方法，其特征在于，所述分析风电场接入的多机系统同步机功角的互同步性与多机系统的暂态稳定性具体为：

由节点注入电流公式计算出各同步机的电磁功率，以S机群中第i台同步机为例：

其中，P_e.i为第i台同步机的电磁功率，E_i为第i台同步机的暂态电势，G_ii为第i台同步机的自电导，ΔG_ii为第i台同步机自电导的改变量，E_k为第k台同步机的暂态电势，G_ik为第i台与第k台同步机间的互电导，ΔG_ik为第i台与第k台同步机间互电导的改变量，E_l为第l台同步机的暂态电势，B_il为第i台与第l台同步机间的互电纳，ΔB_il为第i台与第l台同步机间互电纳的改变量，δ_SA为S机群与A机群同步机功角差；

DFIG的功率注入改变各同步机的电磁功率，使各同步机转子角发生相对位置变化，从而影响机组间的互同步性；

根据扩展等面积定则，含双馈风机的等值系统转子运动方程为：

其中，P′_m.SA为系统等效机械功率，P′_e.SA为系统等效电磁功率；P_m.SA表示系统等值机械功率；γ、P_max与P_c为中间变量；ΔP_c为改变量；δ_SA为S机群与A机群同步机功角差；

通过将DFIG在暂态过程中的输出特性对同步机之间电气联系的影响折算到等值系统的机械功率上，实现含DFIG系统暂态稳定性的分析。