CN108281980B - 双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法 - Google Patents

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Abstract

一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法，包括以下步骤：对于总数为n台风机的风电场，计算第i台风机的阻抗Zi(ω)，计算n台风机总阻抗ZWTG(ω)，计算风电场系统总电阻RTotal(ω)，计算风电场系统总电抗XTotal(ω)，求解风电场次同步谐振角频率ωssr，判断R值，如果
Figure DSA0000158717030000011
则在该ωssr＝ω频率下，系统会发生次同步谐振。本发明通过利用风电场实时转速等数据，构筑了风电场等效电阻的实时计算方法，进而实现了实时监控风电场系统稳定性的可能，解决了以往不能实时监控造成的滞后性。

Description

双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法
技术领域：
本发明涉及风电技术领域，特别涉及一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法。
背景技术：
双馈风机风电场次同步谐振属于系统的振荡失稳，它是由双馈风机和串补系统中风机控制系统与串补电容耦合作用造成的，其最大的危害是严重的耦合作用可能直接导致大量风机脱网，危及风电场系统的安全运行。
双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法可用于识别风电场系统是否稳定，然而风电场次同步谐振系统稳定性通常只能用于离线建模分析，无法在现场测量得到，无法用于在线分析系统稳定性情况。考虑风电场系统的特点，在传统风电场次同步谐振系统稳定性计算的基础上，推导风电场次同步谐振系统稳定性和风速的关系，有助于将来通过实时监测风电场风速变化，实时监控风电场系统的系统稳定性，了解系统发生次同步谐振的风险。
发明内容：
本发明的目的是设计一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法。
一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法，包括以下步骤：
对于总数为n台风机的风电场，计算第i台风机的阻抗Zi(ω)，
Figure GSB0000190961080000011
i为整数，1≤i≤n，ωri为第i台风机的转子实时转速，j是虚数单位，ω是风机角频率；Lri是第i台风机的转子电感；Kpi是第i台风机的转子比例环节增益；Rri是第i台风机的转子电阻；Lmi是第i台风机的励磁电抗；Lsi是第i台风机的定子电感；Rsi是第i台风机的定子电阻；风机会实时反馈ωri；Lri、Kpi、Rri、Lmi、Lsi、Rsi可通过查风机操作手册/说明书得到；
计算n台风机总阻抗ZWTG(ω)，
Figure GSB0000190961080000021
计算风电场系统总电阻RTotal(ω)，
RTotal(ω)＝Real(ZWTG(ω))+RT+RL+RSC+RS (3)
RT为风电场变压器电阻(风电场变压器既包括风机内的变压器，也包括风机外风电场内的变压器)，RL为风机线路电阻，RSC为串补线路电阻，RS为受端系统等效电阻，Real()表示实部；RT、RL、RSC、RS可通过出厂参数或者实测得到；
计算风电场系统总电抗XTotal(ω)，
XTotal(ω)＝Imag(ZWTG(ω))+ωLT+ωLL+ωLSC-1/(ωCSC)+ωLS (4)
LT为风电场变压器电感，LL为风机线路电感，LSC为串补线路电感，LS为受端系统电感，Imag()表示虚部，CSC为串补电容；LT、LL、LSC、LS可通过出厂参数或者实测得到；
求解风电场次同步谐振角频率ωssr：令
Figure GSB0000190961080000022
解出ω，令ωssr＝ω；
记
Figure GSB0000190961080000023
如果
Figure GSB0000190961080000031
则在该ωssr＝ω角频率下，系统会发生次同步谐振；(5)式中，ω0为工频角频率，ω0＝314；kset为整定参数，kset＝0.01。
本发明通过利用风电场实时转速等数据，构筑了风电场等效电阻的实时计算方法，进而实现了实时监控风电场系统稳定性的可能，解决了以往不能实时监控造成的滞后性。
附图说明：
附图1是一幅风电场----串补系统示意图示意图。
具体实施方式：
为了便于理解，可参阅图1，一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法，包括以下步骤：
对于总数为n台风机的风电场，计算第i台风机的阻抗Zi(ω)，
Figure GSB0000190961080000032
i为整数，1≤i≤n，ωri为第i台风机的转子实时转速，j是虚数单位，ω是风机角频率；Lri是第i台风机的转子电感；Kpi是第i台风机的转子比例环节增益；Rri是第i台风机的转子电阻；Lmi是第i台风机的励磁电抗；Lsi是第i台风机的定子电感；Rsi是第i台风机的定子电阻；
计算n台风机总阻抗ZWTG(ω)，
Figure GSB0000190961080000041
计算风电场系统总电阻RTotal(ω)，
RTotal(ω)＝Real(ZWTG(ω))+RT+RL+RSC+RS (3)
RT为风电场变压器电阻，RL为风机线路电阻，RSC为串补线路电阻，RS为受端系统等效电阻，Real()表示实部；
计算风电场系统总电抗XTotal(ω)，
XTotal(ω)＝Imag(ZWTG(ω))+ωLT+ωLL+ωLSC-1/(ωCSC)+ωLS (4)
LT为风电场变压器电感，LL为风机线路电感，LSC为串补线路电感，LS为受端系统电感，Imag()表示虚部，CSC为串补电容；
求解风电场次同步谐振角频率ωssr：令
Figure GSB0000190961080000042
解出ω，令ωssr＝ω；
记
Figure GSB0000190961080000043
如果
Figure GSB0000190961080000044
则在该ωssr＝ω角频率下，系统会发生次同步谐振；(5)式中，ω0为工频角频率，ω0＝314；kset为整定参数，kset＝0.01。

Claims (1)

1.一种双馈风机风电场次同步谐振系统稳定性的实时判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
对于总数为n台风机的风电场，计算第i台风机的阻抗Zi(ω)，
Figure FSB0000190961070000011
i为整数，1≤i≤n，ωri为第i台风机的转子实时转速，j是虚数单位，ω是风机角频率；Lri是第i台风机的转子电感；Kpi是第i台风机的转子比例环节增益；Rri是第i台风机的转子电阻；Lmi是第i台风机的励磁电抗；Lsi是第i台风机的定子电感；Rsi是第i台风机的定子电阻；
计算n台风机总阻抗ZWTG(ω)，
Figure FSB0000190961070000012
计算风电场系统总电阻RTotal(ω)，
RTotal(ω)＝Real(ZWTG(ω))+RT+RL+RSC+RS (3)RT为风电场变压器电阻，RL为风机线路电阻，RSC为串补线路电阻，RS为受端系统等效电阻，Real()表示实部；
计算风电场系统总电抗XTotal(ω)，
XTotal(ω)＝Imag(ZWTG(ω))+ωLT+ωLL+ωLSC-1/(ωCSC)+ωLS (4)
LT为风电场变压器电感，LL为风机线路电感，LSC为串补线路电感，LS为受端系统电感，Imag()表示虚部，CSC为串补电容；
求解风电场次同步谐振角频率ωssr：令
Figure FSB0000190961070000021
解出ω，令ωssr＝ω；
记
Figure FSB0000190961070000022
如果
Figure FSB0000190961070000023
则在该ωssr＝ω角频率下，系统会发生次同步谐振；(5)式中，ω0为工频角频率，ω0＝314；kset为整定参数，kset＝0.01。
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