[发明专利]确定直驱风机系统振荡关键影响环节和参数的方法及系统

说明书

本发明公开了一种确定直驱风机系统振荡关键影响环节和参数的方法及系统，包括：确定直驱风机并网的线性化模型；根据次/超同步振荡模式构建宽频振荡回路，并根据所述宽频振荡回路将直驱风机并网的线性化模型转化为广义Phillips‑Heffron模型；计算宽频振荡模式受到的广义转矩，并分解为广义阻尼转矩系数和广义同步转矩系数；计算所述宽频振荡模式对广义阻尼转矩系数和广义同步转矩系数的振荡模式灵敏度；计算直驱风机的每个主要环节对广义转矩的第一对数灵敏度指标；计算任一个主要环节内的主要参数对主要环节传递函数的第二对数灵敏度指标；根据振荡模式灵敏度、第一对数灵敏度指标和第二对数灵敏度指标确定影响电力系统次/超同步振荡的关键影响环节和参数。

技术领域

本发明涉及电力系统动态稳定性的分析与控制技术领域，并且更具体地，涉及一种确定直驱风机系统振荡关键影响环节和参数的方法及系统。

背景技术

近年来，随着电力电子装备在电力系统中的比例不断增加，次同步-超同步-高频带的多时间尺度动态稳定问题逐渐凸显。近年来，国内外频繁出现由电力电子装备参与或引发的动态稳定问题，主要表现为频率范围从次同步一直到高频带的振荡现象，涉及到的电力电子装备覆盖了风电、光伏等不同类型的发电装备，直流、FACTS等输电装备，以及电力机车等负荷装备。

多样化、多时间尺度控制的电力电子装备带来的新稳定问题将逐渐成为电力系统的主导稳定问题。电力系统的动态特性由装备的动态特性、网络的动态特性及装备—装备、装备—网络的交互作用共同决定。与发电机等传统电磁变换装备相比，电力电子装备在物理结构、控制方式、动态响应、与其它装备的交互作用等方面都存在显著差异，电力电子装备在电力系统中广泛应用后，其快速灵活的控制特性将深刻影响电力系统的动态行为，为系统的安全、高效运行带来了新的问题和挑战。

因此，如何确定新能源发电设备中对次/超同步振荡起关键作用的环节和参数是电力系统宽频振荡动态稳定分析和控制中急需解决的问题。

发明内容

本发明提出一种确定直驱风机系统振荡关键影响环节和参数的方法及系统，以解决如何快速准确地确定直驱风机并网系统振荡关键影响环节和参数的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种确定直驱风机系统振荡关键影响环节和参数的方法，所述方法包括：

根据直驱风机的结构和所有环节的数学模型，确定直驱风机并网的线性化模型；

确定直驱风机并网系统待研究的次/超同步振荡模式，根据所述次/超同步振荡模式构建宽频振荡回路，并根据所述宽频振荡回路将直驱风机并网的线性化模型转化为广义Phillips-Heffron模型；

根据所述广义Phillips-Heffron模型计算宽频振荡模式受到的广义转矩，并将所述广义转矩分解为广义阻尼转矩系数和广义同步转矩系数；

计算所述宽频振荡模式对所述广义阻尼转矩系数和广义同步转矩系数的振荡模式灵敏度；

根据所述广义Phillips-Heffron模型，计算直驱风机的所有环节中的每个主要环节对所述广义转矩的第一对数灵敏度指标；

对于任一个主要环节，根据直驱风机的该任一个主要环节的数学模型，计算该任一个主要环节的传递函数对参数的第二对数灵敏度指标；

根据所述振荡模式灵敏度和每个主要环节的第一对数灵敏度指标确定影响电力系统次/超同步振荡的关键影响环节，根据所述振荡模式灵敏度和每个主要环节的传递函数对参数的第二对数灵敏度指标确定影响电力系统次/超同步振荡的关键影响参数。

优选地，其中所述根据直驱风机的结构和所有环节的数学模型，确定直驱风机并网的线性化模型，包括：