[发明专利]发电机组对直驱风电机组并网次同步振荡特性的分析方法

权利要求书

1.一种发电机组对直驱风电机组并网次同步振荡特性的分析方法，其特征在于，该方法是一种基于模态频率差异的发电机组对直驱风电机组并网次同步振荡特性的分析方法；包括如下步骤：

S1：建立多质块轴系发电机组的机端dq轴阻抗模型；

S2：基于波特图判据，判断发电机组多质块轴系扭振频率与直驱风电机组并网电气谐振频率之间的关系；

S3：如果发电机组轴系扭振频率与直驱风电机组并网电气谐振频率λm相差大于2H_Z，则认为直驱风电机组并网振荡频率λm相距轴系扭振频率λp远，于是将直驱风电机组等效为dq轴下一固定RL阻抗；

S4：如果发电机组轴系扭振频率λp与直驱风电机组并网电气谐振频率相差小于2H_Z，则认为直驱风电机组并网振荡频率λm相距轴系扭振频率λp近，于是将风电、火电组合系统划分为两个组合子系统，并将多质块轴系发电机组机端dq轴阻抗特性以及直驱风电机组和外部交流电网dq轴阻抗特性并联，应用阻抗函数的极点判断整个系统的稳定性。

2.根据权利要求1所述发电机组对直驱风电机组并网次同步振荡特性的分析方法，其特征在于，所述步骤1建立多质块轴系发电机组的机端dq轴阻抗模型；首先建立发电机轴系模型，对发电机组其他各个部分线性化数学模型，做一定简化，忽略汽轮机调速器影响、励磁调节，并认为励磁电压恒定；其多质块轴系的运动方程在运行点线性化后，得到：

其中，ω_b为基准角速度；

Δω＝[Δω₁,Δω₂,Δω₃,Δω₄,Δω₅,Δω₆]^Τ，ω_i(i＝1,…,6)表示轴系各质量块的角速度；

Δδ＝[Δδ₁,Δδ₂,Δδ₃,Δδ₄,Δδ₅,Δδ₆]^Τ，δ_i(i＝1,…,6)表示轴系各质量块的角位移；

Μ＝diag[M₁,M₂,M₃,M₄,M₅,M₆]，M_i(i＝1,…,6)表示各质量块惯性时间常数；

ΔΤ＝[ΔT₁,ΔT₂,ΔT₃,ΔT₄,ΔT₅,ΔT₆]^Τ，T_i(i＝1,…,6)表示各质量块上机械力矩，其中，质量块5对应发电机转子，ΔT₅＝-ΔT_e，ΔT_e为发电机电磁转矩，质量块6对应励磁机转子，取ΔT₆＝0；T表示各质量块上机械力矩，p为微分算子；

其中，D_ii(i＝1,…,6)为轴系各质量块自阻尼系数，D_ij(i＝1,…,6)为相邻质量块i和j之间互阻尼系数；K_ij(i＝1,…,6)为质量块i和j之间的弹性系数。

3.根据权利要求1所述发电机组对直驱风电机组并网次同步振荡特性的分析方法，其特征在于，所述步骤2基于波特图判据，基于风电机组阻抗和电网阻抗频率特性曲线的波特图判据，通过解析法或者实测法获得风电机组和电网的阻抗-频率波特图，大致找出直驱风机并网发生的振荡频率，从而通过分析风电机组阻抗幅频曲线与电网阻抗幅频曲线交点频率对应的二者相位差判断系统稳定性，从而定位系统可能发生的振荡区域，并通过判断直驱风机并网振荡频率差是否大于2Hz：进一步将直驱风机并网振荡频率λm划分为相距轴系扭振频率λp远和近两类来进行影响分析，具有较高稳定性；若系统稳定，反之，系统不稳定。