[发明专利]一种含多风电场的电力系统暂态失稳风险评估方法

权利要求书

1.一种含多风电场的电力系统暂态失稳风险评估方法，用于评估多并联风电场局部电网在电网对称短路故障期间的暂态稳定性，并在局部电网发生暂态失稳时，识别出主导失稳的风电场；其特征在于：具体步骤如下：

A1)电网在公共传输线路发生对称短路故障时，检测故障点电压幅值U_f；按照下式计算故障期间风电场1，2，…n的出口端电压q轴分量：

式中U_tq1，U_tq2，…U_tqn分是局部电网中第1到n个风电场出口端电压q轴分量；U_f为故障点电压幅值；Z_P和θ_ZP分别为故障点到公共连接点的传输线路阻抗值以及阻抗角；Z_l1，Z_l2，…Z_ln和θ_Zl1，θ_Zl2，…θ_Zln分别为风电场1、风电场2至风电场n出口端到公共连接点的支路传输线路阻抗值以及相应的阻抗角；和θ_i1，θ_i2，…θ_in分别为n个风电场的输出电流幅值和相应的电流角；δ₁，δ₂，…δ_n分别为n个风电场的等效功角，δ_ab＝δ_a-δ_b；其中a＝1,2,...n；b＝1,2,...n；

A2)令步骤A1)中U_tq1，U_tq2，…U_tqn为0，并采用数值计算方法求解A1)中n个风电场的等效功角δ₁，δ₂，…δ_n；若计算结果收敛，则系统中风电场均存在平衡点，平衡点为δ＝[δ₁，δ₂，…δ_n]^T；若计算结果不收敛，则系统发生暂态失稳，进行步骤A3)；

A3)分别对U_tq1，U_tq2，…U_tqn关于变量δ₁，δ₂，…δ_n求偏导，并令其偏导数为0，对U_tq1求偏导时，得到n个风电场δ₁，δ₂，…δ_n在[-π,π]上的极大值点δ_{1_max1},δ_{2_max1},…δ_{n_max1}和极小值点δ_{1_min1}，δ_{2_min1}，…δ_{n_min1}；对U_tq2求偏导时，得到n个风电场δ₁，δ₂，…δ_n在[-π,π]上的极大值点δ_{1_max2},δ_{2_max2},…δ_{n_max2}和极小值点δ_{1_min2}，δ_{2_min2}，…δ_{n_min2}，以此类推，对U_tqn求偏导时，得到n个风电场δ₁，δ₂，…δ_n在[-π,π]上的极大值点δ_{1_maxn},δ_{2_maxn},…δ_{n_maxn}和极小值点δ_{1_minn}，δ_{2_minn}，…δ_{n_minn}；令δ_max1＝[δ_{1_max1},δ_{2_max1},…δ_{n_max1}]^T，δ_min1＝[δ_{1_min1}，δ_{2_min1}，…δ_{n_min1}]^T；δ_max2＝[δ_{1_max2},δ_{2_max2},…δ_{n_max2}]^T，δ_min2＝[δ_{1_min2}，δ_{2_min2}，…δ_{n_min2}]^T；...δ_maxn＝[δ_{1_maxn},δ_{2_maxn},…δ_{n_maxn}]^T，δ_minn＝[δ_{1_minn}，δ_{2_minn}，…δ_{n_minn}]^T；

基于得到的δ_max1，δ_max2，…δ_maxn，δ_min1，δ_min2，…δ_minn按照下式计算n个风电场出口端电压q轴分量的最大、最小值：

A4)根据步骤A3)计算结果判断失稳主导风电场，若局部电网中某一风电场k满足下式，则风电场k为主导暂态失稳的风电场；

y_maxk＜0或者y_mink＞0

即可实现n个并联风电场局部电网在故障期间的暂态失稳风险评估以及在局部电网发生暂态失稳时，识别导致局部电网失稳的主导风电场；式中y_maxk和y_mink分别为风电场k出口端电压q轴分量U_tqk在[-π,π]上的最大值和最小值。