[发明专利]一种风电经柔直并网产生的次同步振荡抑制方法

说明书

本发明涉及一种风电经柔直并网产生的次同步振荡抑制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：基于直驱风电场与柔性直流输电并网系统相互作用引发的新型次同步振荡在PSCAD/EMTDC中建立直驱风电场经柔直接入交流电网的等值系统模型；步骤2：根据PSCAD/EMTDC中的等值系统模型对风电场经柔性直流输电并网系统进行小信号动态建模，并获取次同步振荡机理；步骤3：基于风电场经柔性直流输电并网系统的次同步振荡机理获取风电场运行条件及系统控制器参数对系统振荡特性的影响；步骤4：基于恒压恒频控制策略通过设计阻尼控制器以提升系统阻尼，进而抑制次同步振荡。与现有技术相比，本发明具有抑制风电经柔直并网产生的次同步振荡现象等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定运行振荡抑制领域，尤其是涉及一种风电经柔直并网产生的次同步振荡抑制方法。

背景技术

“碳中和”理念的提出使得新能源接入电网成为趋势，与此同时也对电网稳定性产生了更多的影响，例如新能源经柔性直流输电并网引起的次同步振荡问题。本发明以目前广泛采用的直驱风电场为研究对象，重点分析了风电场经VSC-HVDC(柔性直流输电系统)并网系统次同步振荡机理。

随着新能源以及直流输电的不断接入，传统交流输电系统已经扩展成为一个多元化、柔性化、电力电子化的新型能源网，对传统交流电网的稳定性问题研究显然已不能满足需求，比如：低频振荡、次同步振荡等机电动态过程稳定性问题研究。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种风电经柔直并网产生的次同步振荡抑制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风电经柔直并网产生的次同步振荡抑制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：基于直驱风电场与柔性直流输电并网系统相互作用引发的新型次同步振荡在PSCAD/EMTDC中建立风电场经柔性直流输电并网系统的等值系统模型；

步骤2：根据PSCAD/EMTDC中的等值系统模型对风电场经柔性直流输电并网系统进行小信号动态建模；

步骤3：基于风电场经柔性直流输电并网系统的次同步振荡机理获取风电场运行条件及系统控制器参数对系统振荡特性的影响；

步骤4：基于恒压恒频控制策略通过设计阻尼控制器以提升系统阻尼，进而抑制次同步振荡。

所述的步骤2中，所述的风电场经柔性直流输电并网系统的结构具体为：

风电场经柔性直流输电并网系统包括直驱风电场、换流变压器、滤波电路、电压源型换流器、直流线路和交流电网；

所述的直驱风电场采用单机等值模型，并通过直驱风机模拟实际的风电场；

所述的电压源型换流器包括换流器VSC1和换流器VSC2，所述的换流器VSC1和换流器VSC2分别为风场侧换流器和网侧换流器；

所述的滤波电路为由Lf、L'f和Cf构成的LCL滤波电路。

所述的网侧换流器采用定直流电压控制和并网无功控制策略，以维持系统直流侧电压稳定以及功率平衡；

所述的风场侧换流器采用恒压恒频控制为新能源机组提供稳定的交流电压和频率，恒压恒频控制参考电压在线路设计时直接给定，控制系统参考频率及角频率由给定频率为50Hz的虚拟锁相环提供。

所述的步骤2中，对风电场经柔性直流输电并网系统进行小信号动态建模的过程具体为：

步骤201：对直驱风电场系统进行动态建模，得到直驱风电场系统模型；

步骤202：对柔性直流输电系统进行动态建模，得到柔性直流输电系统模型；