[发明专利]一种评估风电机组送出系统次同步振荡的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其适应于双馈感应型风机与串补传输系统相互作用的次同步振荡问题的研究和应用。

背景技术

2009年在德克萨斯州，345kV架空线路发生单相接地故障，这导致两个风电厂(三百台双馈风机，容量485MW)与串补(串补度50％)辐射连接，在初始200ms内，系统中次同步振荡电流增幅达到额定幅值的1.5倍，线路跳闸1.5s后，系统电压升高至额定电压的2倍。经分析，这次事故是由于双馈感应型风机的电压源换向器和串补线路发生了无阻尼振荡，使得电压升高，电流波形严重畸变，电力设备跳闸，大量旁路变流器电阻crowbar脱网。

风力发电机组是我国主要的清洁能源发电设备，目前在新投运的风机机组中，约有80％为双馈型感应风机，此类风机发电设备产生的电能需要经过输电线路传输到负荷区域，随着全国性互联大电网的快速发展，输电线路的串联电容补偿、直流输电、电力系统稳定器的不当加装等，均有可能诱发、导致次同步振荡(SSO)现象。这种因风电机组控制系统与串补输电线路之间的相互作用诱发的次同步振荡称为SSCI，与传统的次同步振荡相比，它不涉及发电机的轴系问题，是一种纯粹的电气振荡，因此其起振速度很快，直接威胁电网和机组的安全运行。

目前，国内尚无对SSCI激发机理和仿真模型的研究，本申请介绍了一种评估风电机组送出系统次同步振荡问题的研究方法，该方法研究了双馈感应型风电机组在单机无穷大系统下的次同步振荡等效模型，通过经过严格的理论推导及PSCAD仿真环境验证，给出SSCI影响因素和系统稳定性评估方法，对分析风电输电系统的次同步振荡问题具有指导和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种评估风电机组送出系统次同步振荡的研究方法。本发明适用于含有串补输电的风机送出系统，给出详细的次同步振荡等效电路模型，通过理论推导和仿真验证，分析SSCI影响因素，本发明具体采用以下技术方案：

一种评估风电机组送出系统次同步振荡的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)建立双馈型感应风机转子控制系统的传递模型：

Ur=-(Kp+1jωTi)Ir]]>

式中U_r为转子电压，I_r为转子电流，K_p及T_i分别为风机转子PI控制器的增益系数和时间系数，ω为转子频率；

(2)建立双馈感应型风机在无穷大系统下的等效系统模型，该系统模型包括风机的等效模型、传输线路模型、可控串补模型，及无穷大电网的等效模型，其中风机产生的电能通过传输线路输送到无穷大电网，线路模型的中间装设可控串补；

(3)计算步骤(2)中等效系统模型在频域的等值阻抗：