[发明专利]一种有利于多机电力系统暂态稳定性的风电场配置方法

摘要

本发明涉及一种有利于多机电力系统暂态稳定性的风电场配置方法，通过风电场接入后对系统节点电压方程的修正和收缩处理，将体现低电压穿越性能的风电场功率外特性与风电场接入多机系统的位置信息反映到同步机之间的电气联系中，利用节点功率方程推导系统等值机械功率受风电场接入位置和暂态输出特性的影响关系，通过系统等值机械功率的变化获得有利于多机系统暂态功角稳定性的规律，进而按照该规律给出风电场接入位置和相应低电压保护措施的合理配置方案。

主权项

1.一种有利于多机电力系统暂态稳定性的风电场配置方法，通过风电场接入后对系统节点电压方程的修正和收缩处理，将体现低电压穿越性能的风电场功率外特性与风电场接入多机系统的位置信息反映到同步机之间的电气联系中，利用节点功率方程推导系统等值机械功率受风电场接入位置和暂态输出特性的影响关系，通过系统等值机械功率的变化获得有利于多机系统暂态功角稳定性的规律，进而按照该规律给出风电场接入位置和相应低电压保护措施的合理配置方案。此方案具体包括以下步骤：1)设多机系统失稳呈现两机摇摆模式，将同步机划分为超前群S和余下群A，系统内所有节点分为四类：S群同步机内电势节点，A群同步机内电势节点，DFIG出口节点W和以及网络中其余功率交换节点R；2)用等效导纳ydfig表示DFIG的对外功率特性：式中gdfig、bdfig分别表示风机的等效电导、等效电纳，Pdfig、Qdfig分别为风机输出的有功、无功功率，UW为风机的并网点电压；3)对节点W的自导纳进行修正，将DFIG输出外特性的等效导纳叠加到W节点原本的对地导纳上，得到考虑风机暂态输出特性后的W节点自导纳YW′W：YW′W＝(G0+jB0)+ydfig式中G0、B0为W节点本身的接地电导和电纳；4)对系统的导纳矩阵进行两次收缩处理，依次消去R节点和W节点，重新计算因W节点自导纳变化产生的系统等值机械功率增加量ΔPe：式中MS、MA分别为S机群和A机群的转动惯量，ΔGik表示因第二次收缩消去W节点导致的发电机i、k之间的互电导的变化量，ΔBil表示因第二次收缩消去W节点导致的发电机i、l之间的互电纳的变化量，δSA为系统S机群和A机群之间的功角差；5)计算风机接入系统的位置参数X、Y：设系统中S机群有p台同步机，A机群有n‑p台同步机，设：式中YS′W表示系统导纳矩阵消去R节点后的S群同步机和节点W之间的互导纳列矩阵，YW′S为其转置；YA′WA群同步机和节点W之间的互导纳列矩阵，YW′A为其转置，则：6)ΔPe增大提高系统的暂态稳定性，根据位置参数X、Y的正负给出提高系统暂态稳定性的风电场的配置规律如下：当X＞0时，有即ΔP_e随g_dfig的增大而减小，此时应控制风机向系统输出更少或吸收更多有功功率；当X＜0时，有即ΔP_e随g_dfig的增大而增大，此时应控制风机向系统输出更多或吸收更少有功功率；当Y＞0时，有即ΔP_e随b_dfig的增大而增大，此时应控制风机向系统输出更多或吸收更少无功功率；当Y＜0时，有即ΔP_e随b_dfig的增大而减小，此时应控制风机向系统输出更少或吸收更少无功功率。