[发明专利]直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的阻抗模型获取方法和装置

说明书

本发明提供了一种直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统的阻抗获取方法和装置，能够准确获得系统阻抗，从而为送出系统的稳定性分析和优化提供了模型基础。本发明考虑次、超同步耦合关系，通过获取模块、采集模块以及计算模块分别得到直驱风电场、交流电网、LCC‑HVDC送端系统的正序阻抗和耦合阻抗，并计算得到整个直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统在全频带内的阻抗，从而准确分析系统稳定性。本发明装置易于操作，考虑了次、超同步耦合关系，能够准确获取直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统在全频带内的正序阻抗和耦合阻抗，得到的阻抗模型更加准确全面，用于分析系统稳定性更加准确有效。

技术领域

本发明属于直流高压输电系统技术领域，具体涉及一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的阻抗模型获取方法和装置。

背景技术

我国风电发展迅速，装机容量逐年上升。但是风资源和用电负荷中心在地域上呈现逆向分布，造成风电的发电供给侧和用电需求侧分布不均衡问题显著。“远距离、大规模、高集中”的风电外送建设成为我国目前及未来相当一段时间内风电开发和利用的主要方式。传统的LCC-HVDC输电技术因其长距离输送时的大容量功率优势，在现阶段以及未来的高压直流建设中占据主导地位。在国家电网高压直流建设发展研究中，东北和西北(含新疆)基地的风电需通过LCC-HVDC送出，已有多个工程投入运行或在建。然而，传输距离变长以及风电大规模集中并网导致局部电网强度变弱，且变流器等装置的大量使用导致电力电子化电力系统特征显著，风电场与HVDC间的交互作用可能导致的次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation,SSO)问题时有发生。直驱永磁同步风电机组(Direct-drivePermanent Magnet Synchronous Generator，D-PMSG)因其单机功率大、低电压穿越能力强等优势，获得大规模使用。然而针对直驱风电场经LCC-HVDC送出工程的阻抗获取尚未提出有效的解决方案。随着直驱风电场经LCC-HVDC送出工程规模增加，亟需有效的送出系统阻抗模型获取方法和装置，从而评估系统稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的阻抗获取方法和装置，能够准确获得系统阻抗，从而为送出系统的稳定性分析和优化提供了模型基础。

为实现上述目的，本发明的一种直驱风场经LCC-HVDC送出系统阻抗模型获取方法，包括如下步骤：

步骤1，获得直驱风电场变流器参数，包括变流器滤波电感、滤波电容和直流环节电容值；获得变流器控制器参数，包括电流控制器PI环节传递函数和控制参数、锁相环传递函数和控制参数、直流电压参考值以及交流电流参考值；

步骤2，获得交流电网参数，包括工频电压、线路长度以及线路电感电阻参数；

步骤3，获得LCC-HVDC送端系统参数，包括直流线路电感电阻、直流侧电容和交流测无功补偿电容值；

获得整流站控制器参数，包括锁相环传递函数和控制参数、直流电流控制器PI环节传递函数和控制参数、直流电流反馈增益传递函数和控制参数，直流电压参考值、直流电流参考值和触发角参考值；

步骤4，运行并网系统使其运行在稳态工作点，然后采集系统稳态值，包括直驱风电场输出功率、交流弱电网输出功率、LCC整流站输入功率、公共耦合点的工频电压以及直驱风电场输出工频电流；

步骤5，根据获得的直驱风电场变流器参数、LCC整流站参数以及系统稳态值得到直驱风电场、交流电网以及LCC-HVDC送端系统的阻抗模型，并通过所述的阻抗模型传递函数得到各部分存在频率为fp的扰动电压信号时的正序阻抗和耦合阻抗。

步骤6中，将直驱风电场阻抗与LCC-HVDC送端系统的阻抗模型进行并联计算得到直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的正序阻抗和耦合阻抗。