[发明专利]风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法

说明书

本发明提供了一种风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法，其包括以下步骤：建立风力发电机经串联补偿电容接入无穷大电力系统的线性化系统模型；求取线性化系统模型的静态稳定点；根据静态稳定点求取线性化系统模型的系数矩阵的特征根及左、右特征向量；根据特征根求取所述线性化系统模型的各次振荡频率，并根据左、右特征向量求取线性化系统模型中与各次振荡频率的振荡模态强相关的状态变量；改变状态变量的参数值，获得各次振荡频率随其对应状态变量的参数值变化下的变化状态。本发明实现了对风力发电机并网产生的次同步振荡进行定量分析，从而有利于对风力发电机并网产生的次同步振荡进行有效的监控和应对。

技术领域

本发明涉及风力发电机并网产生次同步振荡的分析研究，尤其是涉及一种风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法。

背景技术

大规模风力发电机一般通过串补交流输电模式并入电网，这样可以提高输送能力，但同时可能带来次同步振荡问题，从而容易引起风力发电机脱网。风力发电机的次同步振荡主要包括感应发电机效应(IGE)、次同步控制相互作用(SSCI)、次同步轴系扭振作用(SSTI)。根据当前研究，由于风力发电系统中电力电子装置的控制器的使用，次同步控制相互作用(SSCI)是其产生次同步振荡的主要因素。然而，目前尚无针对风力发电机并网产生次同步振荡原因进行定量的研究，因而面对风力发电机并网产生的次同步振荡不能进行有效的监控和应对。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法，以实现对风力发电机并网产生的次同步振荡进行定量分析，从而有利于对风力发电机并网产生的次同步振荡进行有效的监控和应对。

为达到上述目的，本发明提供了一种风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法，包括以下步骤：

建立风力发电机经串联补偿电容接入无穷大电力系统的线性化系统模型；

求取所述线性化系统模型的静态稳定点；

根据所述静态稳定点求取所述线性化系统模型的系数矩阵的特征根及左、右特征向量；

根据所述特征根求取所述线性化系统模型的各次振荡频率，并根据所述左、右特征向量求取所述线性化系统模型中与所述各次振荡频率的振荡模态强相关的状态变量；

改变所述状态变量的参数值，获得所述各次振荡频率随其对应状态变量的参数值变化下的变化状态。

本发明的风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法，所述线性化系统模型包括线性化的：

风力发电机的叶片、齿轮箱和转子的三质量块轴系模型；

风力发电机的五阶暂态模型；

风力发电机的变频器转子侧控制系统模型；

风力发电机的直流侧电压模型；

风力发电机的变频器定子侧控制系统模型；

平波电抗器及变压器的电磁暂态模型；

含有串联补偿电容的RLC输电线路的电磁暂态模型；

无穷大电网模型。

本发明的风力发电机并网产生次同步振荡的分析方法，所述风力发电机的叶片、齿轮箱和转子的三质量块轴系模型为：