[发明专利]一种含多台风机的电力系统的阻尼控制的方法和系统

说明书

本发明提供了一种含多台风机的电力系统的阻尼控制方法和系统，该阻尼控制方法包括：测量风机联络线功率信号和区域间交流联络线功率信号，得到风机联络线功率波动信号序列和区域间交流联络线功率波动信号序列；根据上述信号序列结合电力系统的子空间状态空间辨识算法构建电力系统状态空间模型，其中该模型包括系统矩阵；计算系统矩阵的主导振荡模式，获取每个风机联络线功率波动信号序列对主导振荡模式的能控性；根据能控性大小，选取风机装设附加阻尼控制器；采用相位补偿法设计附加阻尼控制器模型，将区域间交流联络线功率波动信号序列输入附加阻尼控制器，输出风机转速调整信号提高阻尼。本发明技术方案能提高对电力系统低频振荡的抑制效果。

技术领域

本发明涉及风电控制技术领域，更为具体地说，涉及一种含多台风机的电力系统的阻尼控制方法和系统。

背景技术

随着化石能源的不断紧缺，风电成为各国未来能源战略的重要发展方向。风电具有洁净以及成本低廉等特点，且风力发电已经成为世界上公认的最接近大规模商业化的可再生能源技术之一。

然而，随着大规模风电等新能源的并网，远距离大容量电力外送过程中，有可能恶化电力系统阻尼特性，同时风电存在波动性、随机性以及间歇性等特点，会引发电力系统低频振荡，威胁电网安全稳定运行。为了抑制低频振荡，已有文献通过外加储能装置、增强网架等一次系统策略增强电力系统阻尼，以抑制低频振荡，但上述方式成本较高，难以大规模应用。相比之下，在二次系统通过附加阻尼控制环改变输出功率的相位、幅值以增加阻尼的附加阻尼控制方式，具有经济和易工程实现等优点。

目前，风机对电网系统扰动响应不大，永磁同步风机基本无响应，双馈风机响应同样有限，故有必要对风机附加阻尼控制器以提高风机的响应，进一步提高电力系统阻尼。实际电力系统中不同地点的并网风电场对电力系统低频振荡的抑制效果差异大，含多台风机的电力线系统中附加阻尼控制器的设置位置不佳、协调控制不强，对电力系统低频振荡的抑制效果不强。

综上所述，如何优化多台风机附加阻尼控制器的协调阻尼控制以提高系统的阻尼成为目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多台风机协调阻尼控制的技术方案，以解决背景技术中所介绍的现有技术的含多台风机的电力线系统中附加阻尼控制器参数不优，协调控制不强，对电力系统低频振荡的抑制效果不强的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种含多台风机的电力系统的阻尼控制方法，该阻尼控制方法包括：

同步测量所述电力系统的风机联络线功率信号和区域间交流联络线功率信号，得到多个测量时刻对应的风机联络线功率信号序列和区域间交流联络线功率信号序列；

去除所述风机联络线功率信号序列和所述区域间交流联络线功率信号序列的直流分量，分别得到风机联络线功率波动信号序列和区域间交流联络线功率波动信号序列；

以所述风机联络线功率波动信号序列作为模型输入，所述区域间交流联络线功率波动信号序列作为模型输出，结合电力系统的子空间状态空间辨识算法，构建所述电力系统状态空间模型，其中，所述电力系统状态空间模型包括电力系统的系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵；

根据所述电力系统状态空间模型计算所述系统矩阵的主导振荡模式，所述主导振荡模式为电力系统系统状态对应的阻尼最弱的振荡模式；

获取每个风机的风机联络线功率波动信号序列对所述主导振荡模式的能控性；

根据所述能控性的大小，选取预定数量的风机装设附加阻尼控制器；

采用相位补偿法设计附加阻尼控制器模型，以所述区域间交流联络线功率波动信号序列作为所述附加阻尼控制器的输入信号，输出风机转速调整信号；