1.本发明涉及电力系统次同步振荡溯源与定位领域，具体是一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法。
背景技术：2.次同步振荡是风电并网系统中存在的主要稳定性问题之一，目前国内外已发生多起风电场并网引起的次同步振荡事故。
3.快速准确地辨识出次同步振荡源是采取合适措施控制次同步振荡的前提，因此对次同步振荡溯源具有重要意义。暂态能量流方法识别电力系统的低频振荡在iso new england实际系统应用中取得了极大成功，其在线振荡管理系统自动处理了1000多起发生的实际振荡事件并正确识别出了低频振荡源。然而，暂态能量流方法用于次同步振荡分析的可靠性尚未得到很好的证明，某些情况下，暂态能量流方法可能会得出错误的结论，鉴于此，现提出了一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，通过子系统划分实现任意范围的次同步振荡溯源，适用于多种精度要求的风电并网系统场景，更有利于结合风电场的实际运行情况，因地制宜制定定位方案。同时溯源方法基于量测数据实现次同步振荡溯源，无需额外复杂计算，因而计算成本较低，且计算所需数据可以由宽频量测装置很容易地获得，从而具备在线应用的条件，具有工程实践意义。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述溯源方法采用以下技术方案：
7.s1：将风电并网系统划分为不同子系统。
8.s2：对于不同类型的子系统，通过对应的计算公式获取各子系统的次同步模态能量。
9.s3：依据风电并网系统次同步振荡溯源判据，对各子系统的次同步模态能量进行判别，找出存在次同步振荡源的子系统。
10.进一步的，所述s2中的子系统次同步模态能量计算公式如下：
11.划分出的子系统可分为风机子系统和网络子系统，定义从子系统流出的次同步模态能量为正，流入子系统的次同步模态能量为负，则风机子系统的次同步模态能量计算为：
[0012][0013]
其中，δu
xs
,δu
ys
分别为双馈风机子系统端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
x
, δiy分别为双馈风机子系统端口电流的xy轴分量的次同步分量，δtm,δωr分别为双馈风机子系统感应电机转矩和转速的次同步分量。
[0014]
对于具有n个端口的所述网络子系统，从第i个端口流向外部系统的次同步模态能
量可以定义为：
[0015][0016]
其中，δu
xi
,δu
yi
分别为网络子系统第i个端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
xi
,δi
yi
分别为网络子系统第i个端口电流的xy轴分量的次同步分量。
[0017]
网络子系统的次同步模态能量为其所有端口的次同步模态能量之和，如下式所示：
[0018][0019]
进一步的，所述s3中的溯源方法具体流程如下：
[0020]
1)每隔一段时长t
p
更新一次子系统次同步模态能量。
[0021]
2)判断所分析子系统属于何类子系统。
[0022]
3)若属于风机子系统，则获取子系统的量测数据u
abc
，i
abc
，tm与ωr，并将 u
abc
，i
abc
转换到xy坐标系，提取各参数的次同步分量，利用式(1)计算子系统的次同步模态能量。
[0023]
4)若属于网络子系统，则获取子系统所有端口的量测数据u
abc
，i
abc
，并将 u
abc
，i
abc
转换到xy坐标系，提取各参数的次同步分量，利用式(2)和式(3)计算子系统的次同步模态能量。
[0024]
5)利用最小二乘法线性拟合子系统的次同步模态能量曲线w(t)＝at+b。
[0025]
6)判断次同步模态能量曲线的斜率a是否大于零。
[0026]
7)若a》0，则该子系统存在次同步振荡源。反之，则次同步振荡源不在该子系统中并返回步骤1)中。
[0027]
进一步的，所述次同步振荡溯源判据表述如下：
[0028]
i)a》0表示次同步模态能量由子系统生成，因此次同步振荡源在该子系统内。
[0029]
ii)a≤0表示次同步模态能量被子系统耗散，因此该子系统中不存在次同步振荡源。
[0030]
本发明的有益效果：
[0031]
1、本发明溯源方法通过子系统划分实现任意范围的次同步振荡溯源，适用于多种精度要求的风电并网系统场景，更有利于结合风电场的实际运行情况，因地制宜制定定位方案；
[0032]
2、本发明溯源方法基于量测数据实现次同步振荡溯源，无需额外复杂计算，因而计算成本较低，且计算所需数据可以由宽频量测装置很容易地获得，从而具备在线应用的条件，具有工程实践意义。
附图说明
[0033]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0034]
图1是本发明溯源方法流程图；
[0035]
图2是本发明双馈风电并网系统结构图。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，溯源方法包括以下步骤：
[0038]
s1:每隔一段时长t
p
更新一次子系统次同步模态能量。
[0039]
s2：判断所分析子系统类型，将双馈风电并网系统划分为不同子系统
[0040]
双馈风电并网系统的子系统为电网中某一个子网，其拥有若干端口，通过支路与网络其余部分连接，双馈风电并网电力系统中的子系统分为双馈风机子系统和网络子系统，如图2所示，网络子系统包括子系统1、子系统2、子系统 3和子系统4，双馈风机子系统为子系统5。
[0041]
s3：通过子系统，获取子系统的次同步模态能量
[0042]
定义从子系统流出的次同步模态能量为正，流入子系统的次同步模态能量为负。
[0043]
s4：双馈风机子系统通过获取子系统的量测数据u
abc
，i
abc
，tm与ωr，并将 u
abc
与i
abc
从abc坐标系转换到xy坐标系，提取u
abc
，i
abc
，tm与ωr的次同步分量，利用式(1)计算子系统的次同步模态能量，则双馈风机子系统的次同步模态能量计算为：
[0044][0045]
其中，δu
xs
,δu
ys
分别为双馈风机子系统端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
x
, δiy分别为双馈风机子系统端口电流的xy轴分量的次同步分量，δtm,δωr分别为双馈风机子系统感应电机转矩和转速的次同步分量。
[0046]
s5：网络子系统通过获取子系统所有端口的量测数据u
abc
，i
abc
，并将u
abc
， i
abc
从abc坐标系转换到xy坐标系，提取u
abc
与i
abc
的次同步分量，利用式(2)和式(3)计算子系统的次同步模态能量。
[0047]
对于具有n个端口的网络子系统，从第i个端口流向外部系统的次同步模态能量可以定义为：
[0048][0049]
其中，δu
xi
,δu
yi
分别为网络子系统第i个端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
xi
,δi
yi
分别为网络子系统第i个端口电流的xy轴分量的次同步分量。
[0050]
网络子系统的次同步模态能量为其所有端口的次同步模态能量之和，如下式所示：
[0051][0052]
s6：依据双馈风电并网系统次同步振荡溯源判据，对各子系统的次同步模态能量进行判别，找出存在次同步振荡源的子系统，如图1所示，
[0053]
利用最小二乘法线性拟合子系统的次同步模态能量曲线w(t)＝at+b，基于次同步模态能量的次同步振荡溯源判据，判断次同步模态能量曲线的斜率a是否大于零：
[0054]
(1)若a》0，表示次同步模态能量由子系统生成，则该子系统存在次同步振荡源。
[0055]
(2)若a≤0表示次同步模态能量被子系统耗散，因此该子系统中不存在次同步振荡源,则次同步振荡源不在该子系统中,等待下一个时间点t+1,并返回s1。
[0056]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
技术特征：1.一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述溯源方法采用以下技术方案：s1：将风电并网系统划分为不同子系统；s2：对于不同类型的子系统，通过对应的计算公式获取各子系统的次同步模态能量；s3：依据风电并网系统次同步振荡溯源判据，对各子系统的次同步模态能量进行判别，找出存在次同步振荡源的子系统。2.根据权利要求1所述的一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述s2中的子系统次同步模态能量计算公式如下：划分出的子系统可分为风机子系统和网络子系统，定义从子系统流出的次同步模态能量为正，流入子系统的次同步模态能量为负，则风机子系统的次同步模态能量计算为：其中，δu
xs
,δu
ys
分别为双馈风机子系统端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
x
,δi
y
分别为双馈风机子系统端口电流的xy轴分量的次同步分量，δt
m
,δω
r
分别为双馈风机子系统感应电机转矩和转速的次同步分量；对于具有n个端口的所述网络子系统，从第i个端口流向外部系统的次同步模态能量可以定义为：其中，δu
xi
,δu
yi
分别为网络子系统第i个端口电压的xy轴分量的次同步分量，δi
xi
,δi
yi
分别为网络子系统第i个端口电流的xy轴分量的次同步分量；网络子系统的次同步模态能量为其所有端口的次同步模态能量之和，如下式所示：3.根据权利要求1所述的一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述s3中的溯源方法具体流程如下：1)每隔一段时长t
p
更新一次子系统次同步模态能量；2)判断所分析子系统属于何类子系统；3)若属于风机子系统，则获取子系统的量测数据u
abc
，i
abc
，t
m
与ω
r
，并将u
abc
，i
abc
转换到xy坐标系，提取各参数的次同步分量，利用式(1)计算子系统的次同步模态能量；4)若属于网络子系统，则获取子系统所有端口的量测数据u
abc
，i
abc
，并将u
abc
，i
abc
转换到xy坐标系，提取各参数的次同步分量，利用式(2)和式(3)计算子系统的次同步模态能量；5)利用最小二乘法线性拟合子系统的次同步模态能量曲线w(t)＝at+b；6)判断次同步模态能量曲线的斜率a是否大于零；7)若a>0，则该子系统存在次同步振荡源。反之，则次同步振荡源不在该子系统中并返回步骤1)中。4.根据权利要求2所述的一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述次同步振荡溯源判据表述如下：i)a>0表示次同步模态能量由子系统生成，因此次同步振荡源在该子系统内；
ii)a≤0表示次同步模态能量被子系统耗散，因此该子系统中不存在次同步振荡源。
技术总结本发明公开一种用于风电并网系统次同步振荡溯源方法，其特征在于，所述溯源方法采用以下技术方案，S1：将风电并网系统划分为不同子系统。S2：对于不同类型的子系统，通过对应的计算公式获取各子系统的次同步模态能量。S3：依据风电并网系统次同步振荡溯源判据，对各子系统的次同步模态能量进行判别，找出存在次同步振荡源的子系统。本发明溯源方法通过子系统划分实现任意范围的次同步振荡溯源，适用于多种精度要求的风电并网系统场景，更有利于结合风电场的实际运行情况，基于量测数据实现次同步振荡溯源，无需额外复杂计算，且计算所需数据可以由宽频量测装置很容易地获得，从而具备在线应用的条件，具有工程实践意义。具有工程实践意义。具有工程实践意义。
技术研发人员：吴熙 邹子骁 陈曦 任必兴 李强 贾勇勇
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 国网江苏省电力有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2022/11/1
