[发明专利]适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法

说明书

本发明提供了一种适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法，属于电力系统领域。本发明提供的一种适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法，包括如下步骤：根据单台双馈式风机接入受端电网的系统建立频域雅克比矩阵；计算得到动态功率电压因子；根据动态功率电压因子得到动态短路比；当动态短路比小于1时，电压处于失稳状态，当动态短路比等于1时，电压处于临界稳定状态，当动态短路比大于1时，电压处于稳定状态。本发明可以准确判断单台双馈式风机接入受端电网系统的临界电压是否稳定，为电网运行人员提供指标依据，进而有效确保电网电压稳定。

技术领域

本发明涉及一种电压稳定评估方法，具体涉及一种适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法，属于电力系统领域。

背景技术

电能作为人类使用最为广泛地二次能源，其在工业现代化进程中扮演着至关重要地角色。但是由于化石能源存在环境污染等问题，逐步制约着社会经济的发展。随着电力电子技术的发展，新能源(尤其是风电)由于其自身在环境友好、价格低廉等方面的优势，发展新能源已成为一种不可逆的趋势。

由于风能存在不确定性、波动性与随机性等问题，导致风力发电存在明显的波动性与间歇性，难以进行准确的预测与控制，不利于电力系统的稳定运行。同时，随着风力发电机组装机容量的增加，风电在整个电力系统中渗透率逐渐增加，系统的稳定性与潮流的可控性减弱，电力系统电压稳定问题突出。在过往的理论研究和工程应用中，通常是采用单馈入短路比指标(short circuit ratio，SCR)来评估单台风机馈入受端电力系统电压稳定性。其表达式如下式所示：

式中，U_N为公共连接点(point of common coupling，PCC)额定电压；Z为受端交流系统戴维南等值阻抗；P_dn为双馈式风机馈入受端交流系统的有功功率。

但是，上式部分参数为系统额定值，难以有效评估电力系统实际运行过程中的动态电压稳定。另外，由于风电机组通过电力电子设备接入受端电网，其自身的动态特性，极大地转变了传统以同步机转子为主动的电力系统运行优化和稳定运行。当大量的同步机机组被新能源机组取代之后，电力系统的电压和频率支撑强度下降，高比例新能源系统表现为弱同步电网，系统的各个节点的频率在扰动发生后不再维持统一的工频。传统基于统一频率的电压稳定分析方法不再适用，且难以准确评估高比例新能源系统临界电压稳定。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法。

本发明提供了一种适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法，具有这样的特征，包括如下步骤：S1，根据单台双馈式风机接入受端电网的系统建立频域雅克比矩阵，进入S2；S2，根据频域雅克比矩阵计算得到动态功率电压因子，进入S3；S3，根据动态功率电压因子得到动态短路比，进入S4；S4，根据动态短路比的值，判断单台双馈式风机接入受端电网电压的稳定状态，当动态短路比小于1时，单台双馈式风机接入受端电网电压处于失稳状态，当动态短路比等于1时，单台双馈式风机接入受端电网电压处于临界稳定状态，当动态短路比大于1时，单台双馈式风机接入受端电网电压处于稳定状态。

在本发明提供的适用于单台双馈式风机接入受端电网电压稳定评估方法中，还可以具有这样的特征：其中，根据单台双馈式风机接入受端电网的系统建立频域雅克比矩阵建立频域雅克比矩阵的方法为先根据单台双馈式风机接入受端电网的系统建立等效模型，再根据等效模型建立频域雅克比矩阵，

雅克比矩阵如下式所示：