CN110323777A - 一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法 - Google Patents
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Abstract
本专利提出了一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法。该方法可以针对风电送出系统存在的中频振荡现象，通过选择风电场一次侧滤波器的位置，实现最佳的振荡抑制效果。首先，选择并联高通滤波器的容量；其次，在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置；最后，计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置。
Description
技术领域
本发明属于新能源电力系统稳定性分析和安全控制领域，具体涉及一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法。
背景技术
20世纪以来，以煤、石油、天然气为代表的化石能源成为人类社会发展所依赖的主要能源，然而，化石能源具有不可再生的特点，同时，化石能源在使用的过程中会产生大量有毒气体和温室气体，对环境造成污染，并引发全球变暖等问题。有鉴于此，世界各国都大力发展风力发电技术。截止目前，风力发电已经成为电力供应中不可忽视的能源。
大量风电场并网在带来清洁电力的同时也引发了一系列新型振荡问题。风机的控制系统在设计时注重工频附近的稳定性，而对于工频之外频段的稳定性无法全部顾及。当风电并网后，一方面有可能对来自外电网的某些非工频的扰动产生放大作用，产生相应的振荡；另一方面可能会与其他设备互作用产生新的振荡模态，在该模态下的阻尼不足时，同样会产生振荡。
为保证风电送出系统的安全稳定运行，尽可能的降低系统的振荡风险，需提供有效的振荡抑制措施。本专利针对风电送出系统中频振荡抑制问题，提出了一种一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，通过选择风电场一次侧滤波器的位置，实现最佳的振荡抑制效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，该方法针对风电送出系统存在的中频振荡现象，通过选择风电场一次侧滤波器的位置，实现最佳的振荡抑制效果。
方案如下：
一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，其特征包含以下步骤：
步骤1：选择并联高通滤波器的容量。
步骤2：在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置。
步骤3：计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置。
所述步骤1中，根据风电送出系统的振荡特征，选择并联高通滤波器的容量QC；
一般的，QC不能过小，否则对电流中频分量的分流作用不强；同时也不能过大，过大时会对电流工频分量产生较强的分流作用，影响系统正常运行。
所述步骤2中，在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置；
实际运行时，中频振荡功率在各设备之间是不同的，应当根据振荡功率的大小，首先排除振荡功率较小的位置，在这些位置下接入滤波器，对振荡功率无法实现有效的抑制。
所述步骤3中，计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置。
为达到中频振荡最大的抑制效果，应当选择振荡频下滤波器电抗最大的位置作为接入点。根据电抗的定义式：
在滤波器容量一定下，一般选择电压等级较小的接入位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法流程示意图；
图2为本发明实施例搭建的仿真系统结构示意图。
图3为本发明实施例的并联滤波器抑制中频振荡结果示意图。
具体实施方式
图1为本发明的流程图，包括以下步骤：
步骤一：选择并联高通滤波器的容量。
步骤二：在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置。
步骤三：计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置。
下面以实例来对本发明所述方法进行论证。
本实施例利用PSCAD搭建仿真系统，如图2所示。风电机组单机容量2.222MVA，台数12；箱式变压器容量2.222MVA，台数12，变比0.69/35kV；动态无功补偿装置容量22MVA，额定电压25kV；动态无功补偿装置出口变压器容量25MVA，变比25/35kV；并联电容器容量17Mvar，额定电压35kV；升压站主变压器容量120MVA，变比35/110kV；受端电网容量19052MVA，等值电抗0.577Ω。
运行时，图2所示的仿真系统出现311.9Hz-361.2Hz频段内的振荡，振荡分量的幅值约为工频分量的15％，已严重威胁系统的安全运行。
图2中给出了可能接入中频振荡滤波器的不同位置，其中：①双馈风机出口、②动态无功补偿装置出口、③35kV母线处。需要选择其中一个位置作为并联滤波器的最佳接入位置。
根据仿真结果，中频振荡功率主要来自于双馈风机，因此位置②首先被排除。
考虑到双馈风机出口的电压等级低于35kV母线，因此在相同的无功补偿容量QC下，位置①并联的电容容值更高，振荡频段的等值电抗更小，对中频电流的分流作用更强，因此，选择位置①双馈风机出口作为并联电容器的接入位置。
表1给出了不同滤波器并联位置下风电场集电母线电压振荡幅值，可以看出，选择位置①滤波器对中频振荡的抑制效果最好，验证了本方法的正确性。
表1不同滤波器并联位置下风电场集电母线电压振荡幅值
最终，图3给出了在位置①接入时，并联滤波器抑制效果，可以看出，在该位置下，滤波器对系统中频振荡的抑制效果良好。
综上，本发明所述的抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法可行，且具有工程应用价值。
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，其特征包含以下步骤：
步骤1、选择并联高通滤波器的容量;
步骤2、在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置;
步骤3、计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置。
2.根据要求1所述的抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，其特征在于：根据风电送出系统的振荡特征，选择并联高通滤波器的容量Q C ；
一般的，Q C 不能过小，否则对电流中频分量的分流作用不强；同时也不能过大，过大时会对电流工频分量产生较强的分流作用，影响系统正常运行。
3.根据要求1所述的抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，其特征在于：在可选位置中，排除振荡功率流经较小的位置；
实际运行时，中频振荡功率在各设备之间是不同的，应当根据振荡功率的大小，首先排除振荡功率较小的位置，在这些位置下接入滤波器，对振荡功率无法实现有效的抑制。
4.根据要求1所述的抑制风电场中频振荡的滤波器位置确定方法，其特征在于：计算滤波器在不同位置的等值电抗，选择振荡频率下电抗最大的位置作为接入滤波器的位置;
为达到中频振荡最大的抑制效果，应当选择振荡频下滤波器电抗最大的位置作为接入点;根据电抗的定义式：
（1）
在滤波器容量一定下，一般选择电压等级较小的接入位置。
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