[发明专利]一种直驱风电机组的稳定性评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种直驱风电机组的稳定性评估方法及系统，属于风力发电技术领域，解决了现有技术中直驱风电机组稳定性差、安全性能低、无法实现在线稳定评估与参数调整相互配合等问题。首先测量直驱风电机组的端口电压、电流、有功功率及锁相角的变化量，计算得到直驱风电机组的端口能量，并计算得到风电机组的能量负梯度，通过能量负梯度的大小判断系统的稳定性，分析关键参数对稳定性的影响，并给出初步调整方案。实现了稳定水平评估与参数调整的相互配合，提升了系统的工作效率。

技术领域

本发明涉及风力发电系统技术领域，尤其涉及一种直驱风电机组的稳定性评估方法及系统。

背景技术

风能作为可再生、洁净无污染、取之不尽用之不竭的能源,成为世界可再生能源发展的重要方向。永磁直驱风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点而成为研究的重点机型。

直驱风电机组接入弱电网诱发次/超同步振荡的问题已逐渐凸显，尤其在风场汇集区，次/超同步振荡现象愈发频繁。如何能在振荡初期快速有效的监测系统稳定水平，为振荡抑制及系统调度提供准确的理论依据已成为亟待解决的问题。

目前，次/超同步振荡的稳定分析已逐渐成为国内外众多专家和学者研究的热点。然而，现有分析方法求解非线性微分方程计算工作量大，仅能给出离线稳定判据，难以进行实时在线的稳定性评估，无法进行有效的参数在线调整。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种直驱风电机组的稳定性评估方法及系统，用以解决现有直驱风电机组稳定性差、安全性能低和无法实现在线稳定性评估与参数调整相互配合等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种直驱风电机组的稳定性评估方法，包括以下步骤：

测量个周期内直驱风电机组的端口电压、电流、有功功率及锁相角的变化量；

基于测量得到的各所述变化量，利用建立的直驱风电机组端口能量模型，计算得到直驱风电机组的端口能量；

根据计算得到的所述直驱风电机组的端口能量，得到直驱风电机组的能量负梯度，根据能量负梯度的大小评估系统的稳定水平；

基于风电机组稳定运行点、锁相环及电网线路的关键参数对风电机组能量负梯度的影响规律，得到影响系统稳定性的关键参数调整规律。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述直驱风电机组端口能量模型为：

其中，ΔP_e为直驱风电机组输出有功功率相对于稳定值的变化量，Δθ_pll为锁相角的变化量，Δi_d、Δi_q、Δu_q和Δu_d分别为直驱风机端口电流和电压d、q轴分量的变化量，ω为d、q轴下的振荡频率。

进一步，求解能量负梯度的计算过程包括：

步骤1、将端口能量进行离散化：

得到直驱风电机组t₁,……t_n时的端口能量值ΔW_PMSG(t₁)，……，ΔW_PMSG(t_n)；n为数据个数；

步骤2、利用离散化的端口能量ΔW_PMSG(t₁)，……，ΔW_PMSG(t_n)，求解能量负梯度η。

进一步，所述步骤2包括：