[发明专利]基于风能HVDC外送系统的次同步振荡评估方法和系统

说明书

本发明提供了基于风能HVDC外送系统的次同步振荡评估方法和系统，包括基于预先建立的发电机组模型、风电场模型和HVDC线路模型搭建电力系统模型；基于电力系统模型，计算电力系统次同步振荡风险。本发明增加了风电场对HVDC系统发生次同步振荡的评估，扩大了原有标准的应用范围，更符合当前电网的实际情况，实现了在考虑HVDC输送大规模风能情况下，对该复杂电力系统是否发生次同步振荡的初步评估，可有效分析大型风电基地和HVDC对电力系统造成的影响，可以更加准确地评估系统发生次同步振荡的可能性，对实际的电力系统安全稳定运行有着重要的意义。

技术领域

本发明属于电力系统规划和运行技术领域，具体讲涉及基于风能HVDC外送系统的次同步振荡评估方法和系统。

背景技术

风电随着近十年的快速发展，逐步呈现基地化，规模化的特点，与负荷逆向分布的问题比较严重。由于风电资源集中分布在经济欠发达地区，生产的风能本地区无法全部消纳，只能外送至经济发达地区，风电输送矛盾比较突出。高压直流输电HVDC技术因其可以远距离、损耗小的传输大容量电能的特点而备受青睐，但是大容量、远距离的能量传输给电网稳定运行带来一些列的问题，次同步振荡就是其中一个较为突出的问题。此外，由于大规模风电和HVDC等大容量电力电子设备的接入，极大地改变了电网的性能，使得次同步振荡问题呈现出新的特点。为了保障电网的稳定运行，需要从系统接纳风电容量的角度对系统发生次同步振荡的风险进行评估。

目前，国标GB/Z 20996.3和IEC/TR 60919-3标准针对HVDC接入电网给出了定量评估指标，通过评估发电机组与HVDC系统之间相互作用强弱程度，筛选出与HVDC关联度最强的发电机组，来判断发电机组与HVDC之间发生次同步振荡风险的大小，该标准因为需要的容量参数容易获得，比较适合在工程建设初期的评估规划中使用。

但当前，针对大规模风电通过HVDC输送电能的次同步振荡风险目前还没有相应的评估依据。

发明内容

为克服上述现有技术没有考虑大型风电基地对含HVDC的电力系统的次同步振荡的影响不足，本发明提出一种基于风能HVDC外送系统的次同步振荡评估方法和系统。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于风能HVDC外送系统的次同步振荡评估方法，其改进之处在于：

基于预先建立的发电机组模型、风电场模型和HVDC线路模型搭建电力系统模型；

基于所述电力系统模型，计算电力系统次同步振荡风险。

本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述搭建电力系统模型和所述计算电力系统次同步振荡风险之间，还包括：

基于所述电力系统模型，选择风电场短路情况下具有次同步振荡风险的发电机组。

本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述基于预先建立的发电机组模型、风电场模型和HVDC线路模型搭建电力系统模型包括：

将所述风电场模型和所述HVDC线路模型根据输电线路的实际工况进行组合后增添发电机组模型；

所述风电场模型采用双闭环PI控制模式，包括：外环功率控制和内环电流控制；

所述HVDC线路模型根据HVDC的控制策略和保护模块的参数搭建。

本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述选择风电场短路情况下具有次同步振荡风险的发电机组，包括：

应用机组作用系数法计算风电场短路情况下发电机组的UIF值；

选择所述UIF值大于0.1的发电机组为具有次同步振荡风险的发电机组。