[发明专利]一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法与装置

说明书

本发明提出一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法与装置，包括：选取多组运行工况和多组控制参数；基于各工况依次对各组控制参数结合该参数对所有振荡模式下的阻尼比的灵敏度进行稳定性分析，确定所述工况下的优化参数组；选取满足所有工况稳定性要求的优化参数组对风电机组发电阻抗重塑，本发明考虑了不同工况对参数优化效果的影响，以及各个可优化参数对不同频段振荡稳定性的影响，实现多回路控制参数的协同优化和风电机组在弱电网下宽频带动态特性的整体提升。同时，本发明所述方法对不同类型的风电机组装置都适用，具有通用性，有利于解决实际各种类型新能源发电并网振荡难题。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法与装置。

背景技术

与传统同步发电机组不同，风、光等新能源机组大多通过电力电子变流器实现并网发电，因此，新能源发电的并网特性主要取决于变流器的控制方式及参数。变流器的控制方式一般包括PWM调制、电流内环、锁相环、直流电压外环等，各控制环路的带宽覆盖数Hz到数百Hz的宽频带。变流器宽频带的控制特性与电网特性相互作用，易引发宽频带范围内的振荡问题。近年来频繁发生的新能源并网系统振荡问题，成为制约新能源发电送出和消纳的重要因素之一。

由于新能源发电的并网特性主要取决于并网变流器的控制特性，因此，新能源并网振荡问题的抑制主要通过修改并网变流器的控制参数实现。然而，目前针对宽频带振荡的新能源并网变流器控制参数优化方法存在以下问题：一是通常仅考虑单个控制回路的优化，未考虑多个控制回路在不同频段振荡模式的叠加作用；二是未建立控制参数与振荡稳定性的定量联系，参数的优化缺少定量指标的指导。因此，目前的新能源并网宽频带振荡抑制方法适应性较差。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供一种基于阻尼比灵敏度的风电机组阻抗重塑方法，包括：

基于风电机组发电装置结构确定阻抗模型；

基于所述阻抗模型，选取多组运行工况和多组控制参数；

基于各工况，依次对各组控制参数在各振荡模式下进行稳定性分析，确定所述工况下的优化参数组；

选取满足所有工况稳定性要求的至少一个优化参数组对风电机组发电阻抗特性进行重塑；

其中，所述阻抗模型至少包括：多个控制参数和多个运行工况；所述在各振荡模式下进行稳定性分析包括基于各工况利用各参数对所有振荡模式下的阻尼比的灵敏度确定所述工况下的优化参数组。

优选的，所述阻抗模型包括：Y_p(s,K,O)，Y_c(s,K,O)，Y_r(s′,K,O)和Y_n(s′,K,O)；

其中，Y_p(s,K,O)为风电机组在扰动频率下的正序导纳，Y_c(s,K,O)为风电机组扰动频率到耦合频率的耦合导纳，Y_r(s′,K,O)为风电机组耦合频率到扰动频率的耦合导纳，Y_n(s′,K,O)为风电机组在耦合频率下的负序导纳，O为风电机组的运行工况参数组，且O＝{P，Q，V，I}，P为风电机组输出有功、Q为风电机组无功功率，V为风电机组端口电压，I为风电机组输出电流的基波相量，K为备选的控制参数。

优选的，所述基于各工况，依次对各组控制参数在各振荡模式下进行稳定性分析，确定所述工况下的优化参数组，包括：

步骤1，从多组运行工况中依次选取工况；

步骤2，基于选取的工况，对各控制参数组依次计算各振荡模式下的阻尼比；

步骤3，当所述控制参数组对应的各振荡模式下的阻尼比均满足稳定性要求时，所述参数组为所述工况对应的优化参数组，继续执行步骤1，直到计算完所有工况后退出；否则，执行步骤4；