[发明专利]双馈风电机组对互联电力系统低频振荡影响的研究方法

权利要求书

1.一种双馈风电机组对互联电力系统低频振荡影响的研究方法，其特征在于包括以下工序：

S1、将区域互联系统划分送电侧区域和受电侧区域，且简化成基于由两台等值发电机构成的互联系统，该互联系统低频振荡时两台发电机的转速增量和功角增量同频反相正弦振荡的特点，确定所述互联系统的低频特性；

S2、基于完整双馈风电机组系统详细模型，推导风电场接入送电侧区域和受电侧区域时所述互联系统的状态空间方程，计算两区域互联系统在风电机组并网前后阻尼特性的变化情况；

S3、采用特征根分析和动态时域仿真方法研究所述双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响；

S4、根据架空送电线路设计技术规范，计算不同风电入网输送距离时所述互联系统的特征根分布，并考虑该互联系统是否加装电力系统稳定器的影响；

S5、在给定运行条件下，通过改变同步发电机出力，改变联络线传送功率，计算联络线传送功率不同时系统的区域间振荡模式；

S6、保证联络线传送功率不变的情况下，计算不同风电出力情况下所述互联系统低频特性。

2.根据权利要求1所述的双馈风电机组对互联电力系统低频振荡影响的研究方法，其特征在于：所述S1工序的具体方法为：将区域互联系统中振荡机群按其各自部分的惯性中心进行等值，简化为1个由2台等值发电机构成的互联系统来等效研究，等值系统的机间振荡对应着原系统的区间振荡；定义联络线输送功率方向为区域1向区域2送电，则称区域1为送电侧，区域2为受电侧；根据区域互联系统发生低频振荡时2台发电机的转速增量和功角增量具有同频反相正弦振荡的特点，确定所述互联系统的低频特性。

3.根据权利要求1所述的双馈风电机组对互联电力系统低频振荡影响的研究方法，其特征在于：所述S2工序中，基于完整的双馈风力发电机组模型，风电机组接入互联电力系统，在不考虑系统中的损耗、负荷变化并忽略线路电阻的情况下,将风电场的动态有功用状态变量表示，消去非状态变量，从而得到风电场接入送电侧和受电侧时互联电力系统的状态空间方程为

Δδ·1Δδ·2Δω·1Δω·200100001-k1k2M1(k1+k2)k1k2M1(k1+k2)-D1M1+k1k3M1(k1+k2)0-k1k2M2(k1+k2)k1k2M2(k1+k2)k1k3M2(k1+k2)-D2M2Δδ1Δδ2Δω1Δω2---(1)]]>

Δδ·1Δδ·2Δω·1Δω·200100001-k1k2M1(k1+k2)k1k2M1(k1+k2)-D1M1k2k4M1(k1+k2)-k1k2M2(k1+k2)k1k2M2(k1+k2)0-D2M2+k2k4M2(k1+k2)Δδ1Δδ2Δω1Δω2---(2)]]>　其中，△ω₁和△ω₂、△δ₁和△δ₂、M₁和M₂、D₁和D₂、分别为两台发电机的转速增量、功角增量、惯性时间常数、阻尼力矩系数；k₁，k₂为发电机的电磁功率增量系数，k₃，k₄分别为风电场在送电侧和受电侧时其正弦型功率微增量采用发电机转速表示的系数。

根据总阻尼的概念，分析接入风电机组后系统阻尼的变化就需要考察上述方程与系统原状态方程的变化；与无风电场接入的情形相比，当风电场接入送电侧时，阻尼增量为k₁k₃/M₁(k₁+k₂)。其中，k₁=E₁V_w0/X₁₃cos(δ₁₀-δ_w0)，k₂=-E₂V_w0/X₂₃cos(δ_w0-δ₂₀)，k₃=g₁g₂；

其中，△ω₁和△ω₂、△δ₁和△δ₂、M₁和M₂、D₁和D₂、分别为两台发电机的转速增量、功角增量、惯性时间常数、阻尼力矩系数，V_w和△δ_w分别为风电场接入点的电压和相位增量；X₁₃和X₂₃分别为发电机G1和G2到风电场接入点的电抗，△P_w为风电场的动态有功。