[发明专利]一种海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法及装置

权利要求书

1.一种海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法，其特征在于，包括：

针对采用直驱永磁同步发电机的海上风电场，建立变流器互联系统的等效阻抗模型，以获取所述变流器互联系统的总等效阻抗；

根据所述总等效阻抗绘制预设次同步频率范围内的幅频特性曲线，分析所述幅频特性曲线，将所述总等效阻抗的最小幅值对应的频率作为目标频率；

根据所述目标频率多次调整扰动电压的频率，并分别对所述变流器互联系统的并网点施加调整后的每一所述扰动电压，得到所述变流器互联系统在各个所述扰动电压作用下的响应电流；

基于所述等效阻抗模型，将每一所述扰动电压与所述并网点的三相基波电压叠加，将每一所述扰动电压对应的响应电流与所述并网点的三相基波电流叠加，得到三相电压和三相电流；

根据所述三相电压和所述三相电流，计算所述变流器互联系统有功功率的强迫次频率分量，以识别强迫次同步振荡风险。

2.如权利要求1所述的海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法，其特征在于，所述总等效阻抗为：

其中，为网侧变流器的次同步等效阻抗，为电网阻抗，ω_s为所述扰动电压的角频率。

3.如权利要求1所述的海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法，其特征在于，所述响应电流为：

其中，ΔU_s为所述扰动电压的幅值，ω_s为所述扰动电压的角频率，为所述总等效阻抗，为所述总等效阻抗的幅值，β为所述总等效阻抗的阻抗角。

4.如权利要求1所述的海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法，其特征在于，所述三相电压和所述三相电流分别为：

a相电压为：

u_a＝U₀cos(ω₀t)+ΔU_scos(ω_st)；

a相电流为：

b相电压为：

b相电流为：

c相电压为：

c相电流为：

其中，U₀为基波电压的幅值，ω₀是基波电压的角频率，I₀为基波电流的幅值，α为基波电流的相位，ΔU_s为所述扰动电压的幅值，ω_s为所述扰动电压的角频率，为所述总等效阻抗，为所述总等效阻抗的幅值，β为所述总等效阻抗的阻抗角。

5.如权利要求1所述的海上风电场强迫次同步振荡风险识别方法，其特征在于，所述强迫次同步频率分量为：

其中，U₀为基波电压的幅值，ω₀是基波电压的角频率，I₀为基波电流的幅值，α为基波电流的相位，ΔU_s为所述扰动电压的幅值，ω_s为所述扰动电压的角频率，为所述总等效阻抗，为所述总等效阻抗的幅值，β为所述总等效阻抗的阻抗角。

6.一种海上风电场强迫次同步振荡风险识别装置，其特征在于，包括：

等效阻抗获取模块，用于针对采用直驱永磁同步发电机的海上风电场，建立变流器互联系统的等效阻抗模型，以获取所述变流器互联系统的总等效阻抗；

目标频率获取模块，用于根据所述总等效阻抗绘制预设次同步频率范围内的幅频特性曲线，分析所述幅频特性曲线，将所述总等效阻抗的最小幅值对应的频率作为目标频率；

响应电流获取模块，用于根据所述目标频率多次调整扰动电压的频率，并分别对所述变流器互联系统的并网点施加调整后的每一所述扰动电压，得到所述变流器互联系统在各个所述扰动电压作用下的响应电流；

三相电气量获取模块，用于基于所述等效阻抗模型，将每一所述扰动电压与所述并网点的三相基波电压叠加，将每一所述扰动电压对应的响应电流与所述并网点的三相基波电流叠加，得到三相电压和三相电流；

风险识别模块，用于根据所述三相电压和所述三相电流，计算所述变流器互联系统有功功率的强迫次频率分量，以识别强迫次同步振荡风险。