[发明专利]一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统

说明书

本发明公开一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统。该方法包括：获取对风电并网系统中的间谐波进行实时监测所得到的间谐波电流，得到间谐波电流向量；以间谐波电流向量为输入计算振荡传播因子；判断振荡传播因子是否大于预设阈值，得到判断结果；当判断结果表示大于时，确定次同步振荡传播到待测发电机，将引起次同步振荡的风机从风电并网系统中切除；当判断结果表示小于或等于时，确定次同步振荡仅在风机组范围内传播，调整风机组的运行参数抑制间谐波。本发明的针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统，能够对次同步振荡进行监测并在次同步振荡发生时保证风电并网系统的安全运行。

技术领域

本发明涉及电网安全运行领域，特别是涉及一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统。

背景技术

风电，光伏等新能源电源已经成为电力系统中的重要组成部分。随着新能源比例的不断提高，由于新能源接入而导致的电力系统稳定性问题得到了广泛的关注。风能是新能源发电的最佳解决方案之一。目前双馈感应风力发电机和直驱永磁风机为风电场中的主流机型。为了提高风电并网电力系统的稳定性和可靠性，有必要对含风电电力系统中的次同步振荡现象进行更深入的研究。

双馈风机(DoublyFed Induction Generator,DFIG)转子侧和网侧变流器中含有大功率电力电子器件，在风速的随机变化引起双馈风力发电机转子励磁电流的频率变化时，转换或调节过程中由于开关效应，转子电流频率与电网频率共同作用会导致DFIG电流中存在次同步频率的间谐波。间谐波电流注入到电网后，会引起电压、电流和功率的振荡，引发各种故障以及电力系统的不稳定。次同步振荡在电力网络中的振荡幅值大，持续时间长，可能损害电力设备甚至危害电力系统的安全稳定运行。如何对次同步振荡进行监测并在次同步振荡发生时保证风电并网系统的安全运行成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统，对次同步振荡进行监测并在次同步振荡发生时保证风电并网系统的安全运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法，包括：

获取对风电并网系统中的间谐波进行实时监测所得到的间谐波电流，得到间谐波电流向量；

利用公式计算振荡传播因子；k_i(s)为待测发电机的输出向量中第i个元素所对应的振荡传播因子；|Δy_i|为待测发电机的输出向量中第i个元素的幅值，Δu_j为间谐波电流向量的第j个元素；||Δu||₂为间谐波电流向量的二范数；W_ij(s)为间谐波电流向量的第j个元素到待测发电机的输出向量中第i个元素的正弦响应；

判断所述振荡传播因子是否大于预设阈值，得到判断结果；

当所述判断结果表示大于时，确定次同步振荡传播到所述待测发电机，将引起次同步振荡的风机从所述风电并网系统中切除；

当所述判断结果表示小于或等于时，确定次同步振荡仅在风机组范围内传播，调整风机组的运行参数抑制所述间谐波。

可选的，所述间谐波电流向量的第j个元素到待测发电机的输出向量中第i个元素的正弦响应的确定方法为：

建立双馈风机的动态模型；

将所述双馈风机的动态模型线性化，得到风电系统小干扰模型；

对所述风电系统小干扰模型进行拉氏变换，并设定初始条件为零，得到待测发电机的输出向量与间谐波电流向量之间的矩阵传递函数，其中W_ij(s)为所述矩阵传递函数中的元素。

可选的，所述建立双馈风机的动态模型，具体包括：