[发明专利]一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法

说明书

本发明涉及风电场切机技术领域，具体涉及一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法。本发明提供了一种在风电场诱发电网次同步振荡的场景下，基于简单有效的次同步振荡判别方法，用指数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定振荡的形式。若为发散或等幅模式则进一步确定发散速率，根据发散速率确定切机台数，进而提出了次同步振荡下风电场分步切机策略，保证了风电机组的适量切除，尽可能抑制次同步振荡。本发明能根据次同步振荡发散速率自动调整切机台数，不仅能快速可靠的消除次同步振荡，同时还最大程度保存了次同步振荡下风电机组数量，提高了风电场经济效益，保障了电网的安全稳定。

技术领域

本发明涉及风电场次同步振荡抑制技术领域，具体涉及一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法。

背景技术

在中国，风力发电量逐年攀升，大规模风电场一般通过带串联补偿的交流传输或高压直流输电进行风电外送。已有研究指出，大规模的风电接入弱交流系统由高压直流输电线路或串联补偿后的交流输电线路外送时可能诱发电力系统的次同步振荡。当该电气振荡频率与振荡所在区域的同步发电机轴系某阶固有扭振频率形成拍频时，有可能造成损毁，并进而严重威胁电网的安全稳定。

现阶段对于次同步振荡模态的辨识已较为成熟，在检测出发散或稳定的次同步振荡后一般采取主动切除整个风电场的方式，破坏振荡成立条件，从源头上根除振荡，但盲目切除过量机组不仅造成巨大的发电经济损失，且容易造成电网电压问题。因此，需要研究在出现次同步振荡的场景下，可保障电网安全的适量切机方法，最大程度地保存风电机组。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是针对因风电场接入导致次同步振荡的情况，根据振荡发散速率自动调整切机台数，快速抑制次同步振荡现象。具体技术方案如下：

一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：

S1：用指数函数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定次同步振荡处于发散模式、等幅模式还是收敛模式；

S2：若次同步振荡处于发散模式或等幅模式，则进一步确定发散速率，根据发散速率对相应数目的风机进行切机；

S3：一段时间后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式则切除部分风电机组；

S4：重复进行步骤S3，若次同步振荡处于收敛模式则终止切机操作。

优选地，所述步骤S1包括以下步骤：

S11：当发生次同步振荡时，可通过检测联络线上有功功率的变化情况来判断是否发生了次同步振荡，判据为：

其中，P(t)为t时刻有功功率，P_s为启动门槛值；

S12：在振荡检测启动判据成立后，首先记录下联络线有功功率相邻的极大值点极小值点然后求出不同时刻次同步振荡的振荡幅度F_k，计算得到次同步振荡发生后0.5s内的振幅数据F_k(k＝1,2,3…)：

S13：利用下述指数函数对F_k进行拟合；

F(t)＝a·e^-bt+c；

S14：对拟合后的振幅函数求导，得到F′(t)＝-ab·e^-bt；其中，a、b、c为拟合所得指数函数的各参数；

若系数ab＜0，则判定次同步振荡处于发散模式；

若系数ab＞0，则判定次同步振荡处于收敛模式；

若系数ab≈0，则判定次同步振荡处于等幅模式。