[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性影响的研究方法。

背景技术

自2001年开始实施大区电力系统间的互联工程以来，先后有东北-华北、川渝-华中、福建-华东、东北-华北-华中-川渝-山东等联网工程投运，大区域互联系统进入快速发展阶段。与此同时，风能以其所具有的缓解能源危机、保护环境、促进能源和环境可持续发展等方面的优势而受到世界各国的高度重视，风力发电技术逐步趋于成熟，越来越多的大中型风电场相继建成并与电力系统联网运行。互联电力系统在优化资源配置、提高系统可靠性的同时，也带来了新的挑战，低频振荡就是其中之一。研究表明，大容量风电机组并网对电力系统的影响不容忽视，因此研究风电机组尤其是目前广泛应用的双馈风电机组对互联系统低频振荡的影响就是一个重要课题。

一般而言，风电除了就地消纳外，都需要经过一定距离的输电线路后进行并网。另外，互联系统中区域间功率传输也会随潮流变化而不同。就我们所知，到目前为止，综合考虑输送距离、区域间功率传输等因素对风电并网后电力系统低频振荡特性的影响方面的整体研究尚未见报道。因此，多方面多角度研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有研究方法的不足，提供一种综合考虑输送距离、并网容量、区域间功率传输、是否加装电力系统稳定器等因素对风电并网后电力系统低频振荡特性影响的研究方法，为互联系统风电场入网规划与设计以及全面而系统的分析区域间振荡特性提供参考。

实现上述目的的一种技术方案是：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。

本发明的有益效果是，提出了研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响方法，为互联系统风电场入网规划与设计提供了理论依据，对全面而系统的分析风电入网后互联系统区域间振荡特性具有积极意义。

附图说明

图1两机互联系统。

图2研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响方法的基本框架。

具体实施方式

双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响研究方法是基于不同运行条件下特征根计算和动态时域仿真的，包括下列步骤：

Step1：在区域互联系统划分送电侧和受电侧，基于由两台等值发电机构成的简单互联系统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，计算简单互联系统的低频特性；

Step2：基于完整的双馈风电机组系统详细模型，推导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，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；

Step3：采用特征根分析和动态时域仿真方法研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响；

Step4：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系统的特征根分布，并考虑系统是否加装电力系统稳定器的影响；

Step5：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(大小和方向)，计算联络线传送功率不同时系统的区域间振荡模式；

Step6：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互联系统低频特性；

Step7：综合前面的计算结果，从双馈风电机组并网输送距离、并网容量、互联系统联络线传送功率、是否加装电力系统稳定器等多方面多角度研究双馈风电机组对互联电力系统低频振荡特性的影响。