[发明专利]一种直驱风电场并网系统的稳定分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种直驱风电场并网系统的稳定分析方法及装置，涉及电力系统稳定性分析技术领域。所述方法包括：获取并网系统的状态方程和代数方程，以网侧电压为载体进行联立合并；以等效阻抗和等效电压源的形式表征锁相环和网侧控制环节，获得直驱风电场的等效电路及等效阻抗；结合等效阻抗，得到并网系统的稳定裕度表达式；根据稳定裕度表达式得到并网系统中不同参数对系统稳定裕度的归一化灵敏度；量化不同参数对系统稳定裕度的归一化灵敏度的影响程度，筛选出主导影响因素。本发明通过构建直驱风机等效阻抗的解析表达式，并采用奈奎斯特稳定判据，能够推导直驱风电场并网系统的稳定裕度，以量化不同参数对系统稳定性的影响程度。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性分析技术领域，尤其涉及一种直驱风电场并网系统的稳定分析方法。

背景技术

随着风电等可再生能源的大力发展，风电具有广阔的发展前景，但风机容量的提升使得电力系统的电力电子化趋势越发显著，给电力系统稳定运行带来了新的挑战。而直驱风机作为主流的风机类型之一，其接入电网时容易引发振荡失稳问题，如2015年新疆哈密地区出现次同步振荡现象。

围绕如何解决振荡失稳现象，部分学者已取得一定成果。已有研究采用的方法，如特征值分析、阻抗分析法和时域仿真法等，都必须通过计算特征值或阻抗或是仿真之后，才可判断系统稳定与否，未能直观反映不同参数对直驱风电场并网系统的稳定程度。另外，对于直驱风机的主导影响因素，现有研究尚未达成共识。为了便于量化不同参数对直驱风电场并网系统稳定性的影响程度，并辨识主要影响因素，还需深入探讨。

发明内容

本发明目的在于，提供一种直驱风电场并网系统的稳定分析方法，通过构建直驱风机等效阻抗的解析表达式，并采用奈奎斯特稳定判据，推导直驱风电场并网系统的稳定裕度，以量化不同参数对系统稳定性的影响程度。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种直驱风电场并网系统的稳定分析方法，包括：

获取并网系统的状态方程和代数方程，以网侧电压为载体进行联立合并，得到计及锁相环和网侧控制环节的等价网侧电压方程；

以等效阻抗和等效电压源的形式表征所述锁相环和所述网侧控制环节，获得直驱风电场的RLC等效电路及相应的等效阻抗；

结合所述等效阻抗和奈奎斯特稳定判据，得到所述并网系统的稳定裕度表达式；

根据所述稳定裕度表达式得到所述并网系统中不同参数对所述系统稳定裕度的归一化灵敏度；

量化不同参数对所述系统稳定裕度的归一化灵敏度的影响程度，筛选出主导影响因素。

优选地，所述获取并网系统的状态方程和代数方程，以网侧电压为载体进行联立合并，得到计及锁相环和网侧控制环节的等价网侧电压方程，采用的表达式包括：