[发明专利]一种针对多风电并网动态交互的电压稳定评估方法及系统

说明书

本发明公开一种针对多风电并网动态交互的电压稳定评估方法及系统。该方法包括：建立多机电力系统的线性化模型；建立直驱风电机组的线性化模型；推导直驱风电机组的电压振荡环路；建立含多台直驱风电机组的电力系统互联模型；根据所述的含多台直驱风电机组的电力系统互联模型，提出一种动态电压稳定评估指标；对动态电压稳定的评估指标进行仿真验证。本发明可以量化分析多台直驱风电机组之间的动态交互作用对电压稳定的影响，评估动态电压稳定性，定位电压振荡机组并采取切机的策略来保证系统稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种针对多风电并网动态交互的电压稳定评估方法及系统。

背景技术

风电作为一种清洁的、可再生的能源在许多国家得到了广泛的应用。在各种类型的风电机组中，直驱风电机组因为其较高的效率和可靠性而得到广泛应用。然而当大规模风电通过电力电子换流器并网，可能会对电力系统的功角稳定、电压稳定、频率稳定带来挑战，国内外也都曾发生过并网风电引发的电力系统事故。与此同时，随着风电在电力系统中渗透率不断升高，电压稳定也受到越来越多的关注。

学者们对风电并网系统的动态电压稳定进行了大量的研究。有学者提出了一个动态电压崩溃指数，并将其编程到继电器中，以反映连接风电机组的馈线上电压崩溃的可能性。也有学者提出了一种改进的动态电压稳定性指标，通过考虑电压稳定性约束的最优功率流量来评价风电并网系统的电压稳定性。有学者从模态谐振的角度探讨了动态电压不稳定问题的机理，研究的重点是风电场与感应电机负载之间的动态交互作用。随着风电场规模的扩大，多个风电场中的风电机组之间的动态相互作用对电压稳定性的影响越来越重要。然而，在分析电压稳定时很少考虑到其动态交互作用，尤其是将每台风电机组作为一个整体，并且分别量化其余风电机组对所选定风电机组在电压稳定上的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对多风电并网动态交互的电压稳定评估方法及系统，能够准确评估多风电机组动态交互下的电压稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种针对多风电并网动态交互的电压稳定评估方法，包括：

建立多机电力系统的线性化模型；

建立直驱风电机组的线性化模型；

推导直驱风电机组的电压振荡环路；

建立含多台直驱风电机组的电力系统互联模型；

根据所述的含多台直驱风电机组的电力系统互联模型，提出一种动态电压稳定评估指标；

对动态电压稳定的评估指标进行仿真验证。

可选的，所述建立多机电力系统的线性化模型，具体包括：

多机电力系统的第i台同步发电机的线性化状态空间模型为：

式中符号Δ表示线性化后变量的微增量，ΔX_ci为第i台同步发电机的状态变量的列向量，P_ci+jQ_ci为第i台同步发电机的输出功率，V_ci为第i台同步发电机的节点电压，其余变量为对应的系数矩阵。

根据所述的第i台同步发电机的线性化状态空间模型，可得其传递函数模型，表示如下：

ΔV_ci＝G_pi(s)ΔP_ci+G_qi(s)ΔQ_ci

式中，

将多台同步发电机的状态空间模型与传递函数模型结合，可得多机电力系统的线性化模型。