[发明专利]一种定量分析风电接入对系统暂态稳定性影响的方法

说明书

本发明公开了一种定量分析风电接入对系统暂态稳定性影响的方法，首先建立风机接入前和接入后的包含未被替换的所有同步机的系统能量函数；通过仿真确定被替换机组的性质；根据所确定的被替换机组的性质求出风机接入后系统的能量变化量ΔV；根据系统的能量变化量ΔV的符号和大小，量化判定风机接入后对系统暂态稳定性的影响程度。上述方法避开了对故障中复杂的暂态过程分析，从能量的角度去定量描述系统的稳定情况，简单易行且准确可靠。

技术领域

本发明涉及电力系统研究技术领域，尤其涉及一种定量分析风电接入对系统暂态稳定性影响的方法。

背景技术

电力系统暂态稳定性问题一直是电力工作者研究的重点，当系统暂态失稳时，会造成负荷损失、设备损坏等危害，严重时甚至会引起系统解列、全网停电等后果。因此维持电力系统的暂态稳定具有重要意义。同时，随着新能源技术的不断发展，大规模的风电不断接入电网，一方面风机结构与控制方式和同步机不同，另一方面，风机与同步机间存在着强的交互作用，所以风机的暂态特性将对同步机的稳定性产生一定影响。有鉴于此，对于大规模风电接入的电力系统暂态稳定性研究有着重要的意义。

目前对于这一问题，大部分文献的研究思路是将定性分析与时域仿真相结合，部分文献是采用扩展等面积法则分析。前者虽然通过仿真得到了一些有用的结论，但是这些结论缺乏严格的理论支撑，并不能说明风机接入对系统暂态稳定性影响的机理。另一方面，在传统电力系统的暂态稳定分析中，能量函数理论因其能够定量分析系统暂态稳定性以及预测系统能否稳定而被大量使用，但现有技术中并没有采用暂态能量函数法研究大规模风电接入对系统暂态稳定性影响的文献。

发明内容

本发明的目的是提供一种定量分析风电接入对系统暂态稳定性影响的方法，该方法避开了对故障中复杂的暂态过程分析，从能量的角度去定量描述系统的稳定情况，简单易行且准确可靠。

一种定量分析风电接入对系统暂态稳定性影响的方法，所述方法包括：

步骤1、建立风机接入前和接入后的包含未被替换的所有同步机的系统能量函数；

步骤2、通过仿真确定被替换机组的性质；

步骤3、根据所确定的被替换机组的性质求出风机接入后系统的能量变化量ΔV；

步骤4、根据系统的能量变化量ΔV的符号和大小，量化判定风机接入后对系统暂态稳定性的影响程度。

在所述步骤1中，

风机接入之前的系统能量函数表示为：

风机接入之后的系统能量函数表示为：

其中，

下标w表示待接/接入机组；k表示风机的渗透率；(1-k)M_w、ω_w表示w机组中未被替换的同步机的惯量和相对于同步速的转速；M_g、ω_g分别表示第g台的同步发电机的惯量和相对于同步速的转速；V_KE和分别表示风机接入前和接入后未被替换的同步发电机总动能；δ_g表示第g台同步发电机功角；表示稳定平衡点处发电机功角；

分别表示风机接入前和接入后第g台机组的势能；

V_PE和分别表示风机接入前和接入后系统的势能。

在所述步骤2中，所述通过仿真确定被替换机组的性质的过程为：

仿真获得风机接入前的系统中各机组在故障切除时刻的转速；