[发明专利]一种用于规避电气-机械振荡的电源启动次序设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于规避电气‑机械振荡的电源启动次序设计方法及系统，首先在未启动的发电单元中，选取最大容量的发电单元作为本轮启动次序的初始发电单元；再对第i个发电单元进行启动校核，将第i个发电单元加入本轮启动次序，并将第i个发电单元与同次序的其他机组共同启动，当遍历完所有发电单元，发电单元全部启动，输出此时的各级启动次序。本发明针对具有一定规模、包含一定数量的发电组件的电力系统，提出的设计方法可以保证在电源在启动过程中，通过对第i个发电单元进行启动校核，频率模态数值稳定，完善的规避系统中所有可能的共振频率，从而实现了规避电气‑机械振荡的作用。本发明可以用于已有的电源气动方案的安全校核。

技术领域

本发明属于风电用网领域，涉及一种用于规避电气-机械振荡的电源启动次序设计方法及系统。

背景技术

电气-机械振荡为当同时接入电气系统和机械系统的组件运行时，由于电气量的波动频率达到了机械结构的固有振荡频率附近，所导致的电气-机械系统发生的等幅或超幅振荡现象，是一种较为危险的现象。

现代电力系统的运行，同时带来了电气和机械耦合方面的问题。其中一个重要问题就是，如何避免电力系统运行时的电气量波动导致机械系统的共振。这种共振主要的引发因素就是，电气量的振动频率达到了机械系统的某个固有频率，从而引起机械系统发生增幅振荡，对电气量的振荡带来正向增益，最终引起系统整体不可控制的电气-机械振荡。

目前，为防止这种振荡，一方面针对惯性发电机组的固有频率进行特殊设计，使得其尽可能避开电力系统的实际运行频率；另一方面，对于可能引起电气振荡的环节，为其增加相关的虚拟惯量控制环节，从而使其运行振动频率发生偏移，规避开机械系统的固有频率。

现有技术中对惯性发电机组固有频率进行特殊设计，会增加机组的设计成本，并且随着电力网络规模的增大，无法兼顾所有环节的所有特殊振动频率，依然可能会产生频率重合区域。虚拟惯量环节属于电力电子系统的控制系统，不适用于没有电力电子控制而直接并网的组件环节，同时，由于控制系统本身依然存在控制响应过程，所以其规避特征频率的实际效果并不稳定。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种用于规避电气-机械振荡的电源启动次序设计方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提出的一种用于规避电气-机械振荡的电源启动次序设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在未启动的发电单元中，选取最大容量的发电单元作为本轮启动次序的初始发电单元；

步骤2、对第i个发电单元进行启动校核，校核通过，将第i个发电单元加入本轮启动次序，并将第i个发电单元与同次序的其他机组共同启动；校核不通过，不将第i个发电单元加入本轮启动次序；

步骤3、遍历完所有发电单元，若发电单元未全部启动，继续执行步骤1；若发电单元全部启动，则次序设计结束，输出此时的各级启动次序。

优选地，对第i个发电单元进行启动校核的具体操作步骤如下：

根据振动频率集合N和振动频率Ni中所有的频率，获取频率集合NN；

根据频率集合NN、振动频率集合N和振动频率Ni，获取频率集合NM；

若频率集合NM和固有频率的集合M存在交集，则启动校核失败；若频率集合NM和固有频率的集合M不存在交集，则启动校核成功。

优选地，将振动频率集合N和振动频率Ni中所有的频率，两两进行最大公约数计算，获取频率集合NN。

优选地，将频率集合NN、振动频率集合N和振动频率Ni取并集，获取频率集合NM。

优选地，振动频率集合N和振动频率Ni的获取方法如下：