[发明专利]含虚拟惯量控制风火打捆系统静态稳定性控制方法

说明书

本发明公开了一种含虚拟惯量控制风火打捆系统静态稳定性控制方法，包括以下步骤：步骤S1，搭建风火打捆外送系统，研究风火打捆系统的稳定性机理；步骤S2，依据含虚拟惯量控制的DFIG基本拓扑，建立虚拟惯量控制模型；步骤S3，搭建电网仿真模型,分析其电压稳定性；步骤S4，绘制风电场群加人虚拟惯量控制前后的功率‑电压曲线，并计算风电场群加人虚拟惯量控制前后的灵敏度。以双馈风电机组虚拟惯量控制的基本原理基础上,建立虚拟惯量控制的DFIG的数学模型，研究附加虚拟惯量控制对风火打捆外送系统稳定性的影响，并通过DlgSI‑LENT软件进行仿真分析，验证了当虚拟惯量控制加入风火打捆外送系统时，可以有效提高系统功率裕度并降低灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种含虚拟惯量控制风火打捆系统静态稳定性控制方法，属于风电场群控制技术领域。

背景技术

为了有效缓解能源供需压力和环境污染问题，我国大力推动可再生能源的建设。由于风力发电是可再生能源利用中最成熟、最经济的绿色电力之一，因此，在我国电网当中所占比例逐年增长。目前国内风火两种资源重叠遍布在西北、华北、东北等欠负荷地区，所占比已超过百分之五十，反之我国负荷却逆向聚集在人口稠密、经济兴盛的华中、华东等东南沿海地区，加之，此地风资源不能就地消纳，因此需要西电送东。“风火打捆”远距离外送不仅保证提高风资源的利用率和输送功率的平稳，而且可以大幅提髙系统输送能力，但同时由于风电与火电固有特性有所不同，对输电技术、安全稳定性控制的要求更为严厉。

风电大规模集中接人电网时会拉低整个系统的惯量，使得系统抗干扰能力变差，导致系统总惯量不足而引起失稳，由此可知，足够的惯性对维持系统稳定起着重要的作用。当风电机组在并网系统中所占比例大时，系统惯量会相对减少，因此整个系统抗干扰能力变差，导致系统稳定性变弱。因此，为了保证系统稳定，提供惯量支持是必要的。目前,虚拟惯量在微网和局部电网中的理论和实际用途比较广，但尚未有相关研究通过虚拟惯量控制来提高风火打捆系统的稳定性。

由此提出将虚拟惯量控制加人风火打捆系统，以此来提髙系统的静态稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含虚拟惯量控制风火打捆系统静态稳定性控制方法，以双馈风电机组虚拟惯量控制的基本原理基础上,建立虚拟惯量控制的DFIG的数学模型，研究附加虚拟惯量控制对风火打捆外送系统稳定性的影响，并通过DlgSI-LENT软件进行仿真分析，验证了当虚拟惯量控制加入风火打捆外送系统时，可以有效提高系统功率裕度并降低灵敏度。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种含虚拟惯量控制风火打捆系统静态稳定性控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用DIgSILENT/PowerFactory电力仿真软件搭建风火打捆外送系统，研究风火打捆系统的稳定性机理；

步骤S2，依据含虚拟惯量控制的DFIG基本拓扑，建立虚拟惯量控制模型，进行双馈风电机组虚拟惯量控制策略研究；

步骤S3，利用DIgSILENT仿真软件搭建电网仿真模型,分析其电压稳定性；

步骤S4，利用DlgSILENT分别绘制风电场群加人虚拟惯量控制前后的功率-电压曲线，并计算风电场群加人虚拟惯量控制前后的灵敏度。

作为本发明的进一步改进，在所述风火打捆外送系统中，同步机G1和双馈机G2分别通过母线1和2并入到PCC母线3,然后接入到受端电网；

所述风火打捆外送系统实际有功P_D和无功Q_D方程为

式中V_s、θ_s为风机端电压大小与相角；V₃、θ₃为并网点电压大小与相角；