[发明专利]一种双馈风电机组的稳定性评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种双馈风电机组的稳定性评估方法及系统，属于风力发电系统技术领域，解决了现有技术中双馈风电机组稳定性差、安全系数不高和无法在全时域上进行在线评估的问题的问题。首先测量双馈风电机组的端口电压、电流、有功功率及锁相角的时域变化量，计算得到双馈风电机组的端口能量，进而计算得到风电机组的耗散强度。通过耗散强度的大小能够更快速、有效的判断系统的稳定性，实现动态能量的实时监测，提高了系统工作效率。

技术领域

本发明涉及风力发电系统技术领域，尤其涉及一种双馈风电机组的稳定性评估方法及系统。

背景技术

随着风力发电技术的日益完善，大规模风电通过互联系统输送消纳。但与此同时次同步振荡问题也逐渐凸显，尤其在双馈风电机组经串联补偿系统外送时，次同步振荡现象屡有发生且越发频繁，风电场脱网事故频发，严重威胁电网安全稳定运行。

针对以上问题，如何快速有效判断振荡发展趋势，在线评估系统稳定水平，为风电场控制以及电网调度提供实时可靠的稳定性判据，已成为亟待解决的问题。

目前，风电机组次/超同步振荡稳定评估已逐渐成为国内外众多专家和学者研究的热点。然而，现有稳定水平评估方法仅能给出离线的稳定判据，无法在全时域上进行在线稳定评估，且多数研究从风电并网系统的全阶模型出发，难以适用于大规模电力系统。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种双馈风电机组的稳定性评估方法及系统，用以解决现有的双馈风电机组稳定性差、安全系数不高和无法在全时域上进行在线评估的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种双馈风电机组的稳定性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、测量个周期内双馈风电机组的端口电压、电流、有功功率及锁相角的时域变化量；

步骤2、基于步骤1中测量得到的各时域变化量，利用建立的包括锁相环及串补线路系统参数的双馈风电机组端口能量模型，计算得到双馈风电机组的端口能量；

步骤3、根据计算得到的所述双馈风电机组的端口能量，得到双馈风电机组的耗散强度，根据耗散强度的大小评估系统的稳定水平。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，步骤2中所述的双馈风电机组的端口能量等于串补线路动态能量与锁相环动态能量之和：

式中：ΔW₁为串补线路动态能量，ΔW₂为锁相环动态能量，ΔP_e为双馈风电机组输出有功功率的时域变化量；Δθ为双馈风电机组锁相环的锁相角时域变化量；Δu_d、Δu_q、Δi_d和Δi_q分别为双馈风电机组输出端口的电压和电流相对稳态的d、q轴时域变化分量；ω为d、q轴下的振荡频率。

进一步，所述步骤3包括：

步骤301、将端口能量进行离散化：

得到双馈风电机组t₁,……t_n时的端口能量值ΔW_DFIG(t₁)，……，ΔW_DFIG(t_n)；n为数据个数；

步骤302、利用离散化的端口能量ΔW_DFIG(t₁)，……，ΔW_DFIG(t_n)，求解耗散强度η。

进一步，所述步骤302包括：