[发明专利]一种多风机并网谐振分析方法

摘要

本发明公开一种多风机并网谐振分析方法，从逆变器输出阻抗模型出发，建立风电场并网的等效模型；然后根据谐波状态下电缆分布特性建立电缆等值模型，并根据PCC点消纳功率与风机输出功率的关系，建立风机输出功率在PCC点的等效阻抗，得出分布式风电并网系统的总阻抗。本发明通过建立计入电缆和风机输出功率的分布式风电并网系统模型来计算总阻抗，该系统模型更符合实际情况，对于准确分析系统中存在的谐振问题更加具有应用价值和实际意义。

主权项

一种多风机并网谐振分析方法，其特征在于，包括a)建立逆变器输出阻抗模型和风电场并网的等效模型，计算单台逆变器输出阻抗ZO；b)根据谐波状态下电缆分布特性，建立输电电缆等值模型，具体为计入电缆电容的π型等值电路单元，计算电缆输入阻抗Zcab‑g：考虑导体的集肤效应，计算输电电缆单位等效电阻r：r=r11-(1-j2πf1/s)2]]>其中，r1为工频频率f1情况下的等效电阻；s为复频率，s＝j2πfh，f为基波频率；h为谐波次数；线路的传播常数γ为：γ=(r+sL)(g+sC)=zy]]>其中，L为每个π型等值电路单元的等效电感，g为每个π型等值电路单元的等效电导，C为每个π型等值电路单元的等效电容，z和y分别为每个π型等值电路单元的等效阻抗和导纳；计算线路的波阻抗Zc：ZC=r+sLg+sC=zy]]>则电缆输入阻抗Zcab‑g为：Zcab-g=V1I1=Zg+ZCtanh(γl)1+Zgtanh(rl)/ZC]]>其中，V1为电缆的端电压，I1为流过电缆的电流，Zg为电网侧等效阻抗，Zcab‑g为计入Zg的电缆输入阻抗，当Zg＝0时，Zcab‑g＝ZCtanh(γl)，l为π型等值电路单元的个数；c)建立风机功率模型，计算PCC点负荷等效阻抗ZL；d)建立计入电缆和风机输出功率的多风机并网模型，计算电网侧的输入阻抗Zin和分布式风电网络的等效输出阻抗ZOsum：将风机输出功率在PCC点的负荷等效阻抗ZL和电网侧等效阻抗Zg并联后做为本模型的电网侧阻抗Zg||ZL，将电缆输入阻抗Zcab‑g中的Zg由Zg||ZL代替，可得到电缆端口处的电网侧的输入阻抗Zin：Zin=(Zg||ZL)+ZCtanh(γl)1+(Zg||ZL)tanh(rl)/ZC]]>其中，||为并联符号，假设每台逆变器输出阻抗均为ZO，各逆变器间线路阻抗均为Zb，则第i台逆变器的导纳为：其中，Yii为节点i的自导纳；Yij为节点i与节点j的互导纳；m为逆变器数量，即风机台数；多风机并网模型网络的m×m阶导纳矩阵YO为：由上式可得分布式风电网络的等效输出阻抗ZOsum为ZOsum=YO-1(1,1)]]>其中，表示矩阵YO的逆矩阵；e)计算分布式风电并网系统的总阻抗Zsum：Zsum＝Zin+ZOsum。