一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法及系统与流程

专利2025-06-20  26


本发明涉及新能源电力系统的功率振荡抑制领域,具体而言,涉及一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法及系统。


背景技术:

1、随系统扰动源增多,电力系统遭受强迫功率振荡的概率增多且表现形式多样,对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。准确评估系统惯量、阻尼需求,进而提出新能源并网发电系统的固有频率偏移控制方法,将是实现新能源高比例电网高效频率快速支撑与功率振荡抑制的关键。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供了一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,包括以下步骤:

2、基于新能源并网发电系统的最小惯量需求和固有频率偏移需求,获取耦合刚度需求;

3、基于耦合刚度需求和最小惯量需求,通过获取新能源并网发电系统的阻尼需求,对新能源并网发电系统的强迫振荡进行抑制。

4、优选地,在获取最小惯量需求的过程中,最小惯量需求表示为:

5、

6、式中,δpdmax为新能源并网发电系统可能遭受的最大扰动功率;(df/dt)max为新能源并网发电系统的最大频率变化率约束值。

7、优选地,在获取固有频率偏移需求的过程中,固有频率偏移需求表示为:

8、

9、式中,ωn表示固有频率,ξ表示阻尼比,a表示功角振幅放大系数最大值。

10、优选地,在获取固有频率的过程中,固有频率表示为:

11、

12、式中,h为系统容量归算后新能源并网发电系统的等效惯性时间常数,k表示等效耦合刚度。

13、优选地,在获取阻尼比的过程中,阻尼比表示为:

14、

15、式中,d为系统容量归算后新能源并网发电系统的等效阻尼系数。优选地,在获取耦合刚度需求的过程中,耦合刚度需求表示为:

16、kopt=2ωopt2hmin。

17、优选地,在获取阻尼需求的过程中,阻尼需求表示为:

18、

19、式中,ξopt为并网发电系统的阻尼比约束值。

20、本发明还公开了一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制系统,用于实现上述强迫振荡抑制方法,包括:

21、需求获取模块,用于基于新能源并网发电系统的最小惯量需求和固有频率偏移需求,获取耦合刚度需求;

22、抑制模块,用于基于耦合刚度需求和最小惯量需求,通过获取新能源并网发电系统的阻尼需求,对新能源并网发电系统的强迫振荡进行抑制。

23、优选地,需求获取模块,还用于获取最小惯量需求和固有频率偏移需求,其中,

24、最小惯量需求表示为:

25、

26、式中,δpdmax为新能源并网发电系统可能遭受的最大扰动功率;(df/dt)max为新能源并网发电系统的最大频率变化率约束值;

27、固有频率偏移需求表示为:

28、

29、式中,ωn表示固有频率,ξ表示阻尼比,a表示功角振幅放大系数最大值。

30、优选地,需求获取模块获取的耦合刚度需求表示为:

31、kopt=2ωopt2hmin。

32、本发明公开了以下技术效果:

33、本发明首先考虑新能源并网发电系统的强迫振荡抑制需求,提出基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法;其次,考虑新能源并网发电系统的惯量支撑需求、阻尼支持需求和强迫振荡抑制需求,提出虚拟耦合刚度控制器的参数协调设计方法。本发明提供的基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,可实现新能源并网发电系统的固有频率偏移,可以显著抑制新能源并网发电系统的强迫振荡。



技术特征:

1.一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

5.根据权利要求4所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

7.根据权利要求6所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法,其特征在于:

8.一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制系统,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制系统,其特征在于:

10.根据权利要求9所述一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制系统,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种基于虚拟耦合刚度控制的强迫振荡抑制方法及系统,属于新能源电力系统的功率振荡抑制领域,包括:基于新能源并网发电系统的最小惯量需求和固有频率偏移需求,获取耦合刚度需求;基于耦合刚度需求和最小惯量需求,通过获取新能源并网发电系统的阻尼需求,对新能源并网发电系统的强迫振荡进行抑制。本发明可实现新能源并网发电系统的固有频率偏移,进而显著抑制了新能源并网发电系统的强迫振荡。

技术研发人员:白望望,徐敏,李万伟,冯智慧,蔡萍,崔炎,张耀忠
受保护的技术使用者:国网甘肃省电力公司经济技术研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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