[发明专利]一种新能源并网系统振荡耦合频率的确定方法和装置

说明书

本发明提供了一种新能源并网系统振荡耦合频率的确定方法和装置，先根据新能源并网系统的三相电流频域值和三相电压频域稳态值确定新能源并网系统的功率频域谐波分量；然后根据三相电流频域稳态值和三相电压频域值确定新能源并网系统的功率扰动分量与振荡耦合频率之间的关系；最后根据功率频域谐波分量和功率扰动分量确定振荡耦合频率，降低了振荡频率抑制措施的成本，且抑制效果明显。本发明基于功率耦合作用机理，通过对新能源并网系统的三相电压频域值和三相电流频域值进行卷积处理，得到新能源并网系统的功率频域值，在新能源并网系统的振荡频率已知的情况下可快速得到新能源并网系统振荡耦合频率可为新能源并网系统的分析和抑制措施制定提供有利的理论依据。

技术领域

本发明涉及新能源并网技术领域，具体涉及一种新能源并网系统振荡耦合频率的确定方法和装置。

背景技术

当前，在能源紧缺、环境污染以及气候变暖等全球性问题日益严峻的形式下，大规模开发利用风、光等可再生能源成为世界各国能源战略的重要选择。然而，随着可再生能源发电装机占比急剧增大、接入同步电网逐级弱化，正导致电力系统的稳定性特征发生深刻变化，大规模风电场次同步/超同步振荡现象频繁发生，严重影响电网的安全稳定运行。

2015年以来，中国新疆哈密风电基地送端电网在正常运行工况下多次发生次/超同步振荡，甚至引发200公里以外的多台高压直流配套火电机组扭振保护动作跳机，截止目前，因振荡导致的系统稳控动作累计111次，单次最大切除风电容量500MW，直接损失发电量超过50GWh，系统振荡频率为75Hz和25Hz两个频率。

2012年下半年，中国沽源地区风电基地串补投运后，在220kV风电系统正常送出情况下，发生了多次谐振现象，系统振荡频率为6～8Hz。系统振荡对新能源电力的送出，以及主变、串补和风力发电设备的安全稳定运行和寿命带来不利影响。

针对大规模新能源并网振荡事故，首先任务是揭示系统振荡机理及演化规律，基于对振荡机理分析计算，制定科学合理的振荡抑制措施。中国华北沽源地区大规模风电振荡脱网事故中，系统振荡频率为8Hz单频率，因此在分析系统振荡原因主要分析在8Hz系统的稳定性；然而在中国新疆哈密地区大规模风电振荡脱网事故中，系统的振荡频率为75Hz和25Hz两个频率，并且随着风电场出力水平的变化以及系统运行方式的改变，系统振荡频率变成73Hz和27Hz，然而系统振荡仍然是两个频率，在确定该振荡事故机理时，面临的首个问题是确定系统振荡激励的振荡频率。现有技术中缺乏对新能源并网系统振荡耦合频率的定量计算的相关研究，导致振荡频率抑制措施成本大，抑制效果差。

发明内容

为了克服上述现有技术中缺乏新能源并网系统振荡耦合频率而导致的振荡频率抑制措施投资大且抑制效果差的不足，本发明提供一种新能源并网系统振荡耦合频率的确定方法和装置，先根据新能源并网系统的三相电流频域值和三相电压频域稳态值确定新能源并网系统的功率频域谐波分量；然后根据三相电流频域稳态值和三相电压频域值确定新能源并网系统的功率扰动分量与振荡耦合频率之间的关系；最后根据功率频域谐波分量和功率扰动分量确定振荡耦合频率，本发明给出新能源并网系统振荡耦合频率具体的确定过程，降低了振荡频率抑制措施的成本，且抑制效果明显。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种新能源并网系统振荡耦合频率的确定方法，包括：

根据新能源并网系统的三相电流频域值和三相电压频域稳态值确定新能源并网系统的功率频域谐波分量；

根据三相电流频域稳态值和三相电压频域值确定新能源并网系统的功率扰动分量与振荡耦合频率之间的关系；

根据功率频域谐波分量和功率扰动分量确定振荡耦合频率。

所述根据新能源并网系统的三相电流频域值和三相电压频域稳态值确定新能源并网系统的功率频域谐波分量，包括：