[发明专利]一种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法

说明书

本发明公开了一种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法，步骤如下：S1，构建统一潮流控制器UPFC的模型；S2，构建双馈风力发电机组DFIG的模型；S3，将步骤S1的UPFC模型和步骤S2的DFIG模型加入电网系统中；S4，分析风电并网容量和UPFC补偿度对电网系统阻尼特性的影响；S5，构造阻尼振荡控制器POD的模型；S6，将POD控制器的输出端连接到步骤S3电网系统的UPFC的并联侧，并将电网系统联络线的信号作为POD控制器的输入信号；S7，针对步骤S4的电网系统，改变电网系统中同步发电机的出力和电网系统联络线传输功率，通过特征根分析和时域仿真方法，分析UPFC和POD控制器对电网系统阻尼特性的影响。本发明为大规模风电场入网规划以及分析互联系统联络线功率和区域间振荡特性提供参考。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法。

背景技术

伴随我国现代工业的高速发展，带来的是煤、石油等化石能源的过度消耗以及严重的环境污染问题。风能作为一种绿色无污染的清洁能源，不仅优化了能源结构，并且对生态环境的改善起到了重要的作用。大力发展风电是实现我国能源可持续发展的重要措施，但风能具有随机性与波动性，随着风电的大规模并网，其改变了原电力系统的潮流分布、线路传输功率与整个系统的惯量，对电网的电能质量造成了较大的影响。当系统由于负荷的波动发生低频振荡时，可能会引起大幅度的功率振荡，从而使系统的稳定性遭到破坏，造成巨大经济损失。

近几年电网多次发生低频振荡事故，给电网的安全稳定运行构成极大威胁。系统阻尼的大小与功率振荡的幅值相关,降低功率振荡的幅值,可以增加系统阻尼,从而使系统小干扰稳定性得到加强。现有的研究成果多是考虑UPFC运行参数和控制方式对电力系统电压稳定性、潮流分布以及风电场故障穿越能力的影响,针对利用UPFC改善含风电电力系统低频振荡特性的研究鲜见报道。但UPFC功能强大,在风电并网系统中,不仅能很好地调节系统电压,进行无功补偿,还能通过附加控制器可以改善含风电系统的阻尼特性，因此提出种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法，用以改善风电并网后系统稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法，用于解决现有风电并网后系统阻尼振荡的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于UPFC阻尼含风电系统振荡特性的POD设计方法，步骤如下：

S1，构建统一潮流控制器UPFC的模型。

具体步骤为：S1.1，构建统一潮流控制器UPFC的数学模型。

所述统一潮流控制器UPFC，包括换流器VSC1、换流器VSC2、直流电容C、串联电容C_se、并联变压器T_sh、串联变压器T_se、并联等效电感L_sh、串联等效电感L_se、线路等效电抗X_a和线路等效电抗X_b；换流器VSC1与换流器VSC2通过直流电容C相连并耦合；且换流器VSC1通过并联等效电感L_sh和并联变压器T_sh接入到电网的节点1处，换流器VSC1向节点1输入一个幅值可调的无功电流；节点1通过线路等效电抗X_a与节点a连接；换流器VSC2通过串联等效电感L_se和串联变压器T_se接入电网，向电网输入一个幅值和相位可调的电压；且串联变压器T_se的二次侧串联在节点1和节点2之间，节点2通过线路等效电抗X_b与节点b连接。

S1.2，根据步骤S1.1，获取统一潮流控制器UPFC串联侧的控制模型。