[发明专利]一种不同运行工况下风电场混联振荡抑制策略

说明书

本发明公开了一种不同运行工况下风电场混联振荡抑制策略，包括以下步骤：步骤S1：通过风场接入系统短路比、风电场送出线路串补度及风场实时出力确定电压源型风电机组在系统中的占比；步骤S2：计算出电压源型机风电机组在系统中的占比；步骤S3：按照一定策略选择风场内部机组进行模式切换；本发明通过对电压源型风电机组占比的计算，以避免系统引入新的振荡模态；通过对风场接入的系统进行实时预测，以实时分析和调整风电场对外电气阻尼；风电机组并网功率及风电机组距离并网点的电气距离，选定合适的风电机组进行控制模式切换，增大模式切换的准确性和适配度。

技术领域

本发明涉及电力输送领域，尤其是涉及一种不同运行工况下风电场混联振荡抑制策略。

背景技术

改变能源结构、提升风能等清洁能源在能源中的占比是实现“碳达峰、碳中和”的重要战略举措。但受资源禀赋限制，我国风电资源集中在三北地区，远离负荷中心，因此采用“大规模集中式开发、远距离高电压外送”的风电开发模式，风电接入电力系统末端，造成局部地区电网逐步弱化，并随着输送距离的增加，将造成系统送出能力下降、稳定裕度变小。固定串联补偿技术成熟、成本低廉被广泛应用于大规模远距离输电系统中，以提高系统送出能力和系统稳定裕度。但随着风电占比的提升，传统电流源控制的风电机组对外等效为大电感，容易与线路中的串补电容形成容感谐振回路，引起送出线路的次/超同步振荡，导致风电机组大面积脱网，严重威胁电力系统安全稳定运行，并对系统内的同步机组和风电机组造成不可逆的机械损伤。

因此，为了抑制经串补送出的风电场振荡，现在主要有以下两种方式：

(1)通过切机法或基于晶闸管的可控串联补偿装置(Thyristor ControlledSeries Compensation，TCSC)改变线路参数，避开次/超同步振荡的谐振点。切机法主要通过在线检测装置对风电场并网点振荡谐波进行在线监测，当风电场发生次/超同步振荡的风电场直接切除，以避免单个风场振荡引起的电力系统振荡；TCSC可根据辅助信号的变化来改变线路阻抗，从而抑制系统振荡；

(2)通过优化控制策略提高电力系统电气阻尼来抑制系统振荡，主要方式包括对柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems，FACTS)设备控制策略优化和风电机组控制策略的优化。前者主要包括静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)控制策略进行优化升级，后者主要包括(但不限于)利用虚拟阻抗法提供不同振荡频率下正阻尼抑制振荡电流、利用自适应振荡谐振控制器提供系统振荡阻尼等。

现有技术中，存在以下两个缺点：1.风电场切除的同时会对电力系统造成冲击，对系统的安全性和稳定性造成不良影响；2.采用TCSC来抑制系统振荡会增加输电系统的建设和运行成本，且新硬件的增加会增加额外的故障点，降低系统可靠性。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种基于PIR的柔性直流输电系统振荡抑制策略”，其公开号为CN112103969A，包括不能根据不同外部电网条件对风电场电气阻尼进行实时调整，风电场切除的同时会对电力系统造成冲击，对系统的安全性和稳定性造成不良影响的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，通过调整传统电流源型风电机组控制参数(如转子电流内环PI控制器参数、功率外环PI控制器参数等)来改变风电场电气阻尼，但参数选取不当时可能会导致风电场系统失稳，基于经验分析的参数选取方法鲁棒性较差的问题，提供一种不同运行工况下风电场混联振荡抑制策略。

为了实现上述的技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种不同运行工况下风电场混联振荡抑制策略，包括以下步骤：