[发明专利]一种分析DFIG动力学特性与电力系统动态交互影响的方法

说明书

本发明公开了一种分析DFIG动力学特性与电力系统动态交互影响的方法，包括以下步骤：1)构建了完整的双馈风电机组(doubly fed induction generator，DFIG)的数学模型，包括轴系模型，发电机仿真模型及其控制系统模型；2)改变系统中调速器的增益参数，分析调速器对系统响应的影响；3)改变双馈发电机组的定转子电阻参数，采用特征根分析方法研究电阻参数的变化对系统的影响；4)发电机组从风电场不同接入点并网、运用征根分析方法研究特征值以及相应参与因子的变化，分析风电机组的状态变量对关键特征根的参与水平；保证联络线传送功率不，分析了不同风电出力、并网容量不同、不同工况下双馈风电机组动力学特性与电力系统动态行为的交互影响。

技术领域

本发明属于电网技术领域，具体涉及一种分析DFIG动力学特性与电力系统动态交互影响的方法。

背景技术

能源是人类文明进步和世界经济发展的重要条件，化石能源的大量消耗给环境带来了前所未有的挑战，《2017年BP世界能源统计年鉴》的数据显示,当前全球能源市场正处于转型期，发展新形式能源已然成为世界各国的重要战略措施。

在现有的新形式能源发电中，风力发电技术最为成熟，由于其无污染、占地面积少、可缓解化石能源危机等优势，越发受到世界各国的重视。中国风能蕴含量丰富，但主要分布在“三北”地区，距离负荷中心较远，资源和负荷的逆向分布势必需要更多的技术支持来接纳大规模风电并入主干电网。随着风电并网容量在电力系统中的不断增加，其对配网的功率流向和潮流分布的影响越来越大，特别是风电场附近的电网局部电压和联络线传输功率波动，严重影响了系统的鲁棒性和稳定性。

双馈风电机组因为能够大幅提高风能转换效率，减小机组承受机械应力，实现机械部分与电气部分解耦，而且还能实现有功功率和无功功率解耦控制，提高并网系统调节能力及稳定性，成为目前商业化运行的主力机型之一。但是随着基于电力电子技术的非同步电源大规模并网，一方面具备较强的可控性，可适应或改变原有电力系统的一些基本运行特性；另一方面受电力电子设备无惯性、过载能力弱、抗电网扰动能力差等限制，其控制能力对外部电网环境具有较强的依赖性，使得风电与电网之间的交互作用越来越复杂，电力系统能源结构、电磁特性、电特性等均发生巨大变化。在不同运行环境与面向不同研究对象时，大规模双馈风电并网系统会表现出一些新的运行特性、新的现象与新的特点等。

近几年我国发生多次大规模风电机组脱网事故，给电网的安全稳定运行构成极大威胁。为了避免大规模风电脱网事故的发生，针对大规模双馈风电并网系统表现出的新运行特性、新现象与新特点等问题，清晰认识双馈风电机组动力学特性与电力系统动态行为的交互影响，对于保障我国大规模风电的发展和并网安全运行具有极其重要的理论和实践意义。

发明内容

本发明提供一种分析DFIG动力学特性与电力系统动态交互影响的方法，建立符合双馈风力发电机组物理特性的完整模型，以便利用该详细模型进行特征根分析和时域仿真分析，提供一种综合考虑是否加装调速器、并网接入点、机组电阻参数、并网容量、联络线传输功率等因素对系统影响的分析方法，为探究双馈风电机组动力学特性与电力系统动态行为的交互影响提供理论支撑。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种分析DFIG动力学特性与电力系统动态交互影响的方法，步骤如下：S1，建立双馈风电机组模型；

S1.1，构建风电机组轴系模型；

所述轴系模型为包含发电机质块和风力机质块的两质量块轴系模型，具体公式为：