一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法

专利2026-07-23  4


本发明涉及风电场内风电机组次同步振荡分析,具体涉及一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法。


背景技术:

1、随着风电装机容量的逐步提高及风电发展规模的不断壮大,风机并网给电力系统的稳定运行带来了新的挑战。近几年来国内外相继发生了多起风电场次同步振荡事故,导致风电场中大量机组被切除,甚至对系统中汽轮发电机的轴系产生危害,严重影响了风电场的正常运行。因此,采取有效措施抑制场内振荡机组的振荡,一方面防止机组大面积脱网,同时进一步抑制风电场输出功率的振荡,对于风电场及电力系统的正常运行是非常重要的。

2、风电场中含有大量风电机组,机组按一定规律分布排列,各机组通过馈线连接并入电力系统。风电场内机组间存在相互作用,当一台机组发生次同步振荡时,振荡将在风电场内传播,影响其余机组,会导致多台机组同时发生振荡,且共同作用影响风电场的振荡特性。若风电场内只有一台机组发生次同步振荡,这台机组就是风电场振荡的振荡源机组且是主导振荡机组。但是,若风电场内有多台机组发生振荡,就需要对风电场内机组的振荡程度进行计算并排序,找出振荡最严重的机组,即主导次同步振荡的机组。将附加阻尼抑制器加装在主导振荡的机组上以达到更好的抑制效果,为风电场参数优化及振荡抑制提供指导。发生次同振荡的风电机组振荡特性不仅与机组的控制参数有关还与机组的输入风速有关,且机组的输入风速随机波动,因此风电场内机组的次同步振荡程度随机变化,即风电场内主导次同步振荡机组也是不固定的。

3、因此,现需要一种能够对风电场内风电机组次同步振荡程度进行分析,并确定主导次同步振荡机组的方法。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,以解决现有技术中不能对风电场内风电机组次同步振荡程度进行分析,不能确定主导次同步振荡机组的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,具体包括如下步骤:

3、s1,基于暂态能量法,计算风速小于机组额定风速时,风力机子系统能流功率变化率。

4、s2,基于暂态能量法,计算风速大于机组额定风速时,风力机子系统能流功率变化率。

5、s3,计算发电机及励磁子系统能流功率变化率。

6、s4,将风力机子系统能流功率变化率和发电机及励磁子系统能流功率相加,计算双馈风电场内机组系统能流功率变化率。

7、s5,当输入风速小于双馈风电场内机组系统的额定风速时,双馈风电场内机组系统能流功率变化率最大的机组为主导振荡机组。

8、进一步地,步骤s1具体为:

9、

10、其中,为小于额定风速时的风力机子系统能流功率变化率,dww和dgg分别为风力机和发电机质量块的自阻尼系数;ω0为同步转速;λ为叶尖速比;r为叶轮半径,veq为考虑塔影效应与风剪切后的等效风速,hw和hg分别为风力机和发电机质量块的惯性时间常数;j为风电机组的转动惯量;lr为转子自感,lm为定转子之间的互感,ls为定子自感;isd为定子电流d轴分量;ird为转子电流d轴分量;kp1和ki1分别为有功功率控制的比例系数和积分系数;kp2和ki2分别为转子侧变流器电流控制的比例系数和积分系数;pref和pg分别为有功功率的参考值和量测值;irq为转子电流q轴分量。

11、进一步地,步骤s2具体为:

12、

13、其中,为大于额定风速时的风力机子系统能流功率变化率,λ为叶尖速比,kjp1、kjp2、kji1、kji2为桨距角控制参数,pgref为发电机额定功率,pωref为风力机额定机械功率。

14、进一步地,步骤s3具体为:

15、

16、其中,发电机及励磁子系统能流功率,xr与xm为风电机组的转子回路电抗和励磁电抗,urd为转子电压d轴分量;e′d和eq′分别为暂态电势的d、q轴分量;rr为转子电阻;

17、其中,ed1′、eq1′表达式为:

18、

19、进一步地,步骤s4具体为:

20、或

21、其中,为双馈风电场内机组系统能流功率变化率。

22、本发明具有如下有益效果:

23、本发明能够对风电场内发生次同步振荡的多台机组能流功率变化率进行计算,进一步得到多台振荡机组的振荡程度的排序,找出振荡最严重的机组,即主导次同步振荡的机组。将附加阻尼抑制器加装在主导振荡的机组上以达到更好的抑制效果,为风电场参数优化及振荡抑制提供指导。



技术特征:

1.一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,其特征在于,步骤s1具体为:

3.根据权利要求2所述的一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,其特征在于,步骤s2具体为:

4.根据权利要求3所述的一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,其特征在于,步骤s3具体为:

5.根据权利要求4所述的一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,其特征在于,步骤s4具体为:


技术总结
本发明提供了一种双馈风电场内机组次同步振荡主导机组确定方法,涉及风电场内风电机组次同步振荡分析技术领域,具体包括如下步骤:计算小于额定风速时,风力机子系统能流功率变化率;计算大于额定风速时,风力机子系统能流功率变化率;计算发电机及励磁子系统能流功率变化率;将风力机子系统能流功率变化率和发电机及励磁子系统能流功率相加,计算双馈风电场内机组系统能流功率变化率;当输入风速小于双馈风电场内机组系统的额定风速时,双馈风电场内机组系统能流功率变化率最大的机组为主导振荡机组。本发明的技术方案克服现有技术中不能对风电场内风电机组次同步振荡程度进行分析,不能确定主导次同步振荡机组的问题。

技术研发人员:曹娜,于群,潘宏一
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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