[发明专利]基于能量耗散的直驱风场次/超频振荡抑制方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于能量耗散的直驱风场次/超频振荡抑制方法及装置，属于风机技术领域，解决了现有技术中无法实现从整个风场层面全局分析抑制措施、同时无法实现次/超频的实时抑制的问题。方法步骤为：采集直驱风场中各直驱风机支路及SVG支路的端口电压、电流和锁相环输出的锁相角，以及直驱风场中并网支路的电流和并网点处的电压；基于各直驱风机支路及SVG支路的电流、并网支路的电流以及并网点处的电压，得到直驱风场的耗散能量；若直驱风场的耗散能量小于0，则基于采集的信息得到各附加能量耗散支路中包含相应能量耗散支路参数的耗散能量；建立目标函数约束条件，获取各能量耗散支路的参数，并启用参数确定后的各附加能量耗散支路。

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种基于能量耗散的直驱风场次/超频振荡抑制方法及装置。

背景技术

随着风机发电装机容量的增加，风电场次/超同步频率振荡时常发生，对电网的安全稳定运行影响显著。近年来，国内外学者提出了多种振荡抑制措施，主要措施有无源滤波、改变电网运行方式、控制器参数优化以及增设振荡抑制装置等。其中，通过优化控制器参数能够有效提高并网逆变器的稳定性；例如，基于系统阻抗模型，通过并网逆变器电流控制引入虚拟阻抗，该方法能够有效抑制风机次/超频振荡；基于风机系统导纳模型，采用广义奈奎斯特稳定判据分析系统运行稳定性，通过增加风机虚拟感抗有效抑制次/超频振荡，提高系统的稳定性。

基于阻抗/导纳模型实现次/超频抑制的方法，多采取风场单机等效模型，即上述方法针对单台直驱风机研究其振荡抑制措施，且需要离线计算；因此无法实现从整个风场层面全局分析抑制措施、同时无法实现次/ 超频的实时抑制。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于能量耗散的直驱风场次/ 超频振荡抑制方法及装置，用以解决现有方法无法实现从整个风场层面全局分析抑制措施、同时无法实现次/超频的实时抑制的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供了一种基于能量耗散的直驱风场次/超频振荡抑制方法，所述方法包括：

步骤S1：采集直驱风场中各直驱风机支路及SVG支路的端口电压、电流和锁相环输出的锁相角，还采集直驱风场中并网支路的电流以及并网点处的电压；

步骤S2：基于所述直驱风场中所述各直驱风机支路及所述SVG支路的电流、所述并网支路的电流以及并网点处的电压，得到所述直驱风场的耗散能量；

步骤S3：若所述直驱风场的耗散能量小于0，则基于所述直驱风机支路及SVG支路的端口电压、电流和锁相环输出的锁相角，以及并网点处的电压，得到各附加能量耗散支路中包含相应能量耗散支路参数的耗散能量；

步骤S4：以所述各附加能量耗散支路中包含相应能量耗散支路参数的耗散能量均大于0、且所述直驱风场的耗散能量取最小正值为目标函数约束条件，获取各能量耗散支路的参数，并启用参数确定后的各附加能量耗散支路。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，在所述步骤S2中，根据以下公式得到所述直驱风场的耗散能量：

式中，I_i-、I_i+分别表示第i个支路上的次、超频电流的幅值；分别表示第i个支路上的次、超频电流的初相角；U_p-、U_p+分别表示并网点处的次、超频电压的幅值；分别表示并网点处的次、超频电压的初相角；ω_-、ω₊分别表示次、超频电压的角频率；n+2为直驱风场的支路总个数，其中包含n个直驱风机支路、1个SVG支路和一个并网支路。

进一步，步骤S3中所述的附加耗散能量支路包括：