[发明专利]一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统

说明书

本发明涉及一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统，属于风力并网技术领域，解决了现有技术未能对风电场内部所有风机参数进行协同优化造成其性能不稳的问题。该方法包括如下步骤：采集电网扰动下直驱风电场并网系统的运行数据；根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理得到次同步振荡量化判据，根据上述运行数据对所述次同步振荡量化判据进行判断，判定是否发生次同步振荡；若判定发生次同步振荡，则建立多目标多约束最小值优化模型，对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化，以对所述次同步振荡进行抑制。该方法实现了对风电场所有风机进行协同优化，进而有效抑制次同步振荡。

技术领域

本发明涉及风力并网技术领域，尤其涉及一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统。

背景技术

随着风电接入规模和密度的不断扩大，电力系统中与风电场相关的次同步振荡问题出现得越来越频繁，甚至已经严重威胁到电力系统的安全稳定运行，成为制约风电发展的重要因素。目前，需要找到一种有效的抑制措施解风电系统并入电力系统造成的稳定性问题。

自2009年美国德州双馈风电场发生次同步振荡引起关注之后，国内外学者提出了多种次同步振荡的抑制措施，从原理上可分为被动抑制措施与主动抑制措施，其中主动抑制措施又进一步分为优化控制器参数、改变控制器结构与增设抑制装置三种。

然而，上述抑制措施都是通过调整一台风机的控制参数来实现抑制次同步振荡，即针对的是单台风电机组进行参数优化，未涉及到所有被风电场内部风机参数的协同优化。但实际运行中，产生的次同步振荡是受到风电场所有风机的共同作用，仅调整一个风机的参数是不够的，容易造成调整幅度不足或造成顾此失彼的现象产生。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统，用以解决现有技术未能对风电场内部所有风机参数进行协同优化造成其性能不稳的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种直驱风电场次同步振荡抑制方法，包括如下步骤：

采集电网扰动下直驱风电场并网系统的运行数据；

根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理得到次同步振荡量化判据，根据上述运行数据对所述次同步振荡量化判据进行判断，判定是否发生次同步振荡；

若判定发生次同步振荡，则建立多目标多约束最小值优化模型，对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化，以对所述次同步振荡进行抑制。

上述技术方案的有益效果如下：现有研究都针对单台风电机组进行参数优化，未涉及到风电场内部所有风机进行参数协同优化。但实际运行中，产生的次同步振荡是由于受到风电场所有风机的共同作用，仅调整一台风机的参数是不够的，容易造成调整幅度不足或造成顾此失彼的现象产生。因此，本申请针对的是风场中所有风机的控制参数进行协同优化，而不仅限于一台风机。经大量试验证明，上述技术方案能够正确且有效地对风电场内部所有风机参数进行协同优化，有效抑制直驱风电场次同步振荡。

基于上述方法的进一步改进，所述直驱风电场并网系统的运行数据包括：风机出口处电压相量U、风机出口处有用功P、风机出口处无用功Q、风机出口处电压相量U的相角δ；

所述锁相环和变流器PI参数包括：锁相环比例增益系数k_p、积分增益系数k_i，网侧变流器电流内环比例增益系数K_p1、积分增益系数K_i1。

上述进一步改进方案的有益效果是：充分考虑了对次同步振荡造成影响的锁相环和网侧变流器内环控制参数(即变流器PI参数)，同时，省略了对次同步振荡无影响的机侧变流器、网侧变流器外环控制参数，进而从整体上减少协同优化运算量，提高了运算速度。经大量试验证明，能够有效抑制直驱风电场发生次同步振荡。