[发明专利]一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法及系统

权利要求书

1.一种针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法，其特征在于，包括：

获取对风电并网系统中的间谐波进行实时监测所得到的间谐波电流，得到间谐波电流向量；

利用公式计算振荡传播因子；k_i(s)为待测发电机的输出向量中第i个元素所对应的振荡传播因子；|Δy_i|为待测发电机的输出向量中第i个元素的幅值，其中r表示m×r阶矩阵传递函数W(s)的列数；Δu_j为间谐波电流向量的第j个元素；||Δu||₂为间谐波电流向量的二范数；W_ij(s)为间谐波电流向量的第j个元素到待测发电机的输出向量中第i个元素的正弦响应；

判断所述振荡传播因子是否大于预设阈值，得到判断结果；

当所述判断结果表示大于时，确定次同步振荡传播到所述待测发电机，将引起次同步振荡的风机从所述风电并网系统中切除；

当所述判断结果表示小于或等于时，确定次同步振荡仅在风机组范围内传播，调整风机组的运行参数抑制所述间谐波。

2.根据权利要求1所述的针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法，其特征在于，所述间谐波电流向量的第j个元素到待测发电机的输出向量中第i个元素的正弦响应的确定方法为：

建立双馈风机的动态模型；

将所述双馈风机的动态模型线性化，得到风电系统小干扰模型；

对所述风电系统小干扰模型进行拉氏变换，并设定初始条件为零，得到待测发电机的输出向量与间谐波电流向量之间的矩阵传递函数，其中W_ij(s)为所述矩阵传递函数中的元素。

3.根据权利要求2所述的针对次同步振荡的风电并网系统安全运行方法，其特征在于，所述建立双馈风机的动态模型，具体包括：

构建异步发电机的动态模型

其中，E′_d为定子暂态电势的d轴分量，U_dr为转子绕组电压的d轴分量，E_q′为定子暂态电势的q轴分量、U_qr为转子绕组电压的q轴分量；I_ds和I_qs分别为定子绕组电流的d轴、q轴分量，s为转差率，R_r为转子绕组电阻，X_m为激磁电抗，X_rr为转子电抗，X_rr＝X_m+X_r，其中X_r为转子漏抗，T_J为电机惯性时间常数，P_e为电磁功率，P_m为机械功率，D为阻尼系数，s₀为稳态时的转差率，ω₀为同步角频率；

考虑直流电压动态特性，构建中间电容器的动态模型

其中，P_r为转子侧变流器输出到中间电容器的有功功率，P_r3为网侧变流器输出到交流侧的有功功率；C为中间电容器的电容值，U_dc为电容器的直流电压；

构建滤波电抗的模型

其中，I_dr3为网侧变流器交流侧电流的d轴分量，U_d1为网侧变流器交流侧电压的d轴分量，I_qr3为网侧变流器交流侧电流的q轴分量，U_q1为网侧变流器交流侧电压的q轴分量，X_r3为滤波电抗值；U_ds和U_qs分别为定子电压d轴和q轴分量；

构建转子侧变流器的动态模型

其中，x₁、x₂、x₃和x₄为引入的状态变量，K_i1、K_i2、K_i3和K_i4为相应PI控制器的积分系数，P_s和Q_s分别为定子输出的有功功率和无功功率，I_dr和I_qr分别为转子绕组电流的d轴、q轴分量；P_s^*和Q_s^*分别为定子输出的有功功率参考值和无功功率参考值，和分别为转子绕组电流的d轴分量参考值和q轴分量参考值；

构建网侧变流器的动态模型

其中，x₅、x₆和x₇为引入的状态变量，K_i5、K_i6和K_i7相应PI控制器的积分系数；为电容器的直流电压参考值，为网侧变流器交流侧电流的d轴分量参考值，为网侧变流器交流侧电流的q轴分量参考值。