CN112865033B - 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统 - Google Patents

适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112865033B
CN112865033B CN202110043833.6A CN202110043833A CN112865033B CN 112865033 B CN112865033 B CN 112865033B CN 202110043833 A CN202110043833 A CN 202110043833A CN 112865033 B CN112865033 B CN 112865033B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind turbine
turbine generator
full
fault
positive sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110043833.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112865033A (zh
Inventor
谢华
赵青春
黄涛
高雪松
丁磊
王志浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
NARI Group Corp
Original Assignee
Shandong University
NARI Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University, NARI Group Corp filed Critical Shandong University
Priority to CN202110043833.6A priority Critical patent/CN112865033B/zh
Publication of CN112865033A publication Critical patent/CN112865033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112865033B publication Critical patent/CN112865033B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统，包括：将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降而成比例的下降，构建全功率风电机组的正序等效阻抗；此外，将不对称故障下风电机组的负序无功电流与负序端电压情况相结合，使风电机组不对称故障期间输出的容性无功电流随着负序端电压的上升成比例的上升，从而构建全功率风电机组的负序等效电抗。本发明能够使得全功率风电机组具有明确的正、负序等效阻抗特性，对电网提供故障主动支撑的同时，避免触发正序有功电流传输极限而导致系统失稳。

Description

适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统
技术领域
本发明涉及风电机组故障穿越技术领域，尤其涉及一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着风电机组装机容量的不断上升，风电机组在电网故障期间需要向电网提供主动支撑。
目前对于对称故障下，风电机组的正序无功电流输出具有要求，可表示为：
IgQ+＝KQ+(0.9-Ug+),Ug+<0.9 (1)
其中，Ug+为全功率风电机组正序端电压，IgQ+为输出正序无功电流，KQ+为正序无功电流系数。当风电机组端电压小于0.9p.u.后，根据端电压相对于0.9p.u.的变化量成比例地向电网输出无功电流；如图1所示。
而对于故障期间正序有功电流的行为，则没有明确的规定。目前的常见方法是：优先保证无功电流输出后，由变流器的剩余电流容量去尽可能地维持故障前的有功功率输出。这种方式使得风电机组的有功电流特性呈现非线性和不确定性，不利于继电保护装置的可靠动作。此外这种有功电流的输出方式还有可能触及故障后系统的有功电流传输极限而导致系统失去稳定性，如图2所示。一方面给电网的支撑作用带来了不确定性，另一方面这种不确定性也给继电保护装置的可靠性带来影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统，考虑并网变流器能力极限，通过构建全功率风电机组的故障正序以及负序阻抗，使故障期间全功率风电机组的故障外特性具有一致性和确定性，对保证继电保护的可靠性具有积极作用。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法，包括：将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降而成比例的下降；在此基础上，构建全功率风电机组的正序等效阻抗。
作为进一步地方案，对称故障下风电机组的正序有功、无功电流具体为：
Figure BDA0002896380850000021
IgQ+＝KQ+(0.9-Ug+),Ug+<0.9
其中，IgP+为输出正序有功电流，IgQ+为输出正序无功电流，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，P0为故障前全功率风电机组的有功功率输出。
作为进一步地方案，所述风电机组的有功特性呈现出电阻性，使其有功电流输出具有线性特征，利于继电保护装置的定值整定与可靠动作，同时避免触发系统有功电流传输极限而造成系统失稳。
作为进一步地方案，全功率风电机组的正序等效阻抗具体为：
Figure BDA0002896380850000031
Figure BDA0002896380850000032
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Req+、Xeq+分别为正序等效电阻和电抗。
作为进一步地方案，在网侧变流器最大电流、调制电压输出限制下的KP+和KQ+的允许范围边界为：
Figure BDA0002896380850000033
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，Ig_lim为最大电流输出限制，Eg_lim为最大调制电压输出限制，ω为电网电角速度，Lg为滤波电抗器的电感值，θ为角度参数用以刻画边界，取值为0～2π；得到对称故障下KP+和KQ+的取值允许范围后，确定合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化。
作为进一步地方案，当电网发生不对称故障后，对于全功率风电机组网侧变流器的输出负序电流，采取使网侧输出负序电流为负序容性无功电流的策略，使全功率风电机组的呈现出负序电抗特性。
作为进一步地方案，考虑全功率风电机组输出负序容性无功电流所占用的变流器电流、电压输出容量后，全功率风电机组正、负序阻抗参数取值的确定方法为：
选取适当的负序无功电流系数KQ-；
确定在每个正序电压对应的最为严重的负序电压情况下，计及负序容性无功电流对变流器电流、电压输出容量的占用后，正序KP+和KQ+参数取值范围；
基于上述各个电压组合下的正序KP+和KQ+参数取值范围选取一个合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化；
若上述取值范围无法满足KP+取值的需要，则调整KQ-的取值，继续上述过程。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建系统，包括：控制模块，被配置为将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的正序有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降成比例的下降；无功电流输出根据正序端电压相对于0.9p.u.的变化量成比例地向电网输出正序无功电流；在此基础上，构建全功率风电机组的正序等效阻抗。将不对称故障下风电机组的负序无功电流与负序端电压情况相结合，使风电机组不对称故障期间输出的容性无功电流随着负序端电压的上升成比例的上升，从而构建全功率风电机组的负序等效电抗。阻抗参数通过本公开所提出的方法事先整定。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明能够使得全功率风电机组具有明确的正、负序等效阻抗特性，对电网提供故障主动支撑的同时，避免触发正序有功电流传输极限而导致系统失稳；同时较为固定的正、负序等效阻抗特性也有利于继电保护装置的整定，保证其可靠性。结合全功率风电机组变流器的电流电压输出容量限制，给出了随端电压变化的阻抗参数允许范围的计算方法，进而总结出阻抗参数的整定方法，保证控制策略的可实施性。
本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
图1为正序无功电流特性示意图；
图2为有功电流尽可能维持有功功率输出不变引起的系统振荡示意图；
图3为正序有功电流特性示意图；
图4为本发明实施例中线性有功电流策略下避免系统振荡示意图；
图5为本发明实施例中正序等效阻抗特性示意图；
图6为本发明实施例中对称故障下随正序端电压变化的KP+和KQ+的允许范围示意图；
图7为本发明实施例中不同正序端电压条件下KP+和KQ+允许范围的交集示意图；
图8为本发明实施例中负序等效电抗特性示意图；
图9(a)-(f)分别为KQ-＝0时，KP+和KQ+在不同的正、负序电压组合下的参数取值范围；
图10(a)-(h)分别为KQ-＝0.9时，KP+和KQ+在不同的正、负序电压组合下的参数取值范围。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种适应继电保护需求的全功率风电机组故障阻抗构建方法，将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上随着端电压的下降成比例的下降，如图3所示。
即
Figure BDA0002896380850000061
其中，Ug+为正序端电压，P0为故障前全功率风电机组的有功功率输出，IgP+为输出正序有功电流，KP+为正序有功电流系数。
这将使得风电机组的有功特性呈现出电阻性，使其有功电流输出具有线性特征，利于继电保护装置的定值整定与可靠动作。此外，采用这种有功电流特性，可以有效避免有功电流触及故障后系统的有功电流传输极限而造成系统失稳。在图2仿真结果的相同的仿真场景下，改变有功电流输出策略如(2)所示，仿真结果如图4所示，可以避免系统失稳。
此外，正序无功电流特性为：
IgQ+＝KQ+(0.9-Ug+),Ug+<0.9 (3)
其中IgQ+为输出正序无功电流，KQ+为正序无功电流系数。
在这种控制策略下，构建其全功率风电机组的正序等效阻抗特性如图5所示。
Figure BDA0002896380850000071
Figure BDA0002896380850000072
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Req+、Xeq+为正序等效电阻、电抗。
这种控制策略下，形成了全功率风电机组的正序等效阻抗，而KP+和KQ+的取值影响全功率风电机组的正序等效阻抗。KP+和KQ+的取值范围受到全功率风电机组自身输出能力的制约。考虑到全功率风电机组网侧变流器的输出能力，最大电流输出限制设为Ig_lim，最大调制电压输出限制设为Eg_lim。根据网侧变流器电压方程(以正序端电压作为相位基准)：
Figure BDA0002896380850000073
其中，Rg和Lg分别为滤波电抗器的电阻和电感值，
Figure BDA0002896380850000074
为网侧变流器输出正序调制电压矢量，
Figure BDA0002896380850000075
为网侧变流器输出正序电流矢量，ω为电网电角速度。Rg一般很小，其影响可以被忽略。于是可以得到在最大调制电压输出限制下的网侧变流器输出电流允许范围的边界是：
Figure BDA0002896380850000081
此外，在最大电流输出限制下的网侧变流器输出电流允许范围的边界是：
Figure BDA0002896380850000082
按照前述的有功、无功电流(分别对应d轴和q轴电流)规则，可以得到：
Figure BDA0002896380850000083
将(7)代入式(5)(6)，可得在网侧变流器最大电流、调制电压输出限制下的KP+和KQ+的允许范围边界：
Figure BDA0002896380850000084
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，Ig_lim为最大电流输出限制，Eg_lim为最大调制电压输出限制，ω为电网电角速度，Lg为滤波电抗器的电感值，θ为角度参数用以刻画边界，取值为0～2π；
得到对称故障下KP+和KQ+的取值允许范围后，确定合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化。
对于如下表所示参数的2MW全功率风电机组，其随着正序电压变化的KP+和KQ+的允许范围如图6所示：
Figure BDA0002896380850000085
Figure BDA0002896380850000091
KP+和KQ+的取值应当在各个正序端电压条件下都得以满足。由图6的俯视图，我们可以得到KP+和KQ+在不同正序端电压条件下允许范围的交集，如图7所示。
由式(2)可知，KP+随着故障前有功功率的不同会在0～1.23范围内变化。KQ+应为正值，KP+在0～1.23范围内变化时，将形成一条参数线，该线需要被KP+和KQ+允许范围的交集所包含，才能表明这种控制策略在全功率风机网侧变流器的能力范围之内，是能够被实现的一种可行的控制策略。仅考虑对称故障的情况下，结合图7即可选取合适的KQ+值，使得KP+允许在0～1.23范围内变化。然而，我们希望在对称和不对称情况下，全功率风电机组具有统一的正序外特性。为此，还需要分析在不对称故障情况下，全功率风电机组的负序等效阻抗特性以及他对正序阻抗特性即KP+和KQ+取值范围的影响。
当电网发生不对称故障后，全功率风电机组端电压中将出现负序分量。全功率风电机组的网侧变流器可以通过一定的控制方式，实现对输出负序电流的控制。对于全功率风电机组网侧变流器的输出负序电流，本公开将采取使网侧输出负序电流为负序容性无功电流的策略，使全功率风电机组的呈现出负序电抗特性。一方面可以从电网中吸收负序无功功率降低负序电压；另一方面，也可以尽可能减少负序调制电压对调制电压容量的占用；此外可以使全功率风电机组的负序外特性呈现确定的线性特性，有利于继电保护装置的可靠动作。
在不对称情况下，全功率风电机组的网侧变流器仍然受到最大电流和最大调制电压输出限制。首先，正、负序电流将会使得三相电流不平衡，为了避免某一相由于电流过大而导致发热严重而损坏，需要满足：
Ig++Ig-≤Ig_lim (9)
Ig+和Ig-分别为正序和负序网侧变流器输出电流幅值。此外，网侧变流器输出容性负序无功电流将需要一定的负序调制电压，其幅值可以表示为：
Eg-＝|Ug--ωLgIg-| (10)
其中，Eg-为网侧变流器输出负序调制电压幅值，Ug-为全功率风电机组负序端电压。
而正、负序调制电压需要满足约束：
Eg++Eg-≤Eg_lim (11)
负序容性无功电流遵循以下规则以构建全功率风电机组的负序等效电抗：
Ig-＝KQ-Ug- (12)
KQ-为负序无功电流系数。
从而全功率风电机组具有如图8所示的负序等效电抗特性。
网侧变流器进行负序电流的输出将会占用输出电流和调制电压容量，使得正序KP+和KQ+参数允许的取值范围受到影响。
考虑全功率风机端口的正负序电压具有如下特点：
①正、负序端电压之和不超过1.0p.u.。
②负序电压不超过正序电压。
在这样的端电压前提条件下，每一个正序端电压都将对应唯一的最为严重的负序电压情况，例如：0.9p.u.正序电压+0.1p.u.负序电压，0.6p.u.正序电压+0.4p.u.负序电压，0.4p.u.正序电压+0.4p.u.负序电压等。
首先分析KQ-取为0，即全功率风机的负序等效电抗为无穷大时的情况。在
Figure BDA0002896380850000111
的约束下，取正序变流器电流、电压剩余容量为：
Figure BDA0002896380850000112
将式(8)中的Ig_lim和Eg_lim代换为Ig_res+和Eg_res+，可以得到在每个正序电压对应的最为严重的负序电压情况下，正序KP+和KQ+参数取值范围的变化如图9(a)-(f)所示。
从图9(a)-(f)可以看出，当KQ-取为0时，此时虽然将负序电流对网侧变流器电流输出容量的占用降到最低，但是将负序电流控制为0所需要的负序调制电压确会占用大量的网侧变流器调制电压输出容量，体现在红色曲线所围成的范围被极大地压缩，使得在许多端电压情况下的KP+和KQ+允许范围非常有限，难以满足需求。需要使全功率风机对电网表现出一定的负序电抗特性，输出一定的容性负序无功电流，虽然会占用一定的电流输出容量，但是极大地解放了调制电压输出容量。我们需要合适地选取KQ-，在负序等效电抗确定的情况下，使得在对称故障和不对称故障情况下，KP+和KQ+的取值能够统一，从而使全功率风电机组在对称故障和不对称故障下具有相同的正序等效阻抗特性。
取KQ-＝0.9，正序KP+和KQ+参数取值范围，并在各范围中做出取KQ+＝1.0，KP+在0～1.23范围变化时的参数直线，如图10(a)-(h)所示。
从图10(a)-(h)可以看出，当KQ-取为0.9时，KQ+＝1.0，KP+＝0～1.23的正序阻抗是被全功率风电机组网侧变流器所允许的。而KQ+＝1.0，KP+＝0～1.23由图7可知在对称故障下，也是被允许的。
综合对称和不对称故障情况，确定正序阻抗参数取值为KQ+＝1.0，KP+＝0～1.23(由故障前输出有功功率确定)，负序阻抗参数取值为KQ-＝0.9。
由此可以总结出全功率风电机组正、负序阻抗参数取值的确定方法：
①选取适当的负序无功电流系数KQ-。
②根据式(8)(10)(12)(13)(14)，得出在每个正序电压对应的最为严重的负序电压情况下正序KP+和KQ+参数取值范围。
③由②中得出的取值范围，选取一个合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化。
④如果②中得出的参数取值范围无法满足③中取值的需要，则需要调整KQ-的取值。
如果范围中虚线(调制电压限制决定的参数范围)被压缩得更为严重，则适当增大KQ-；如果范围中实线(输出电流限制决定的参数范围)被压缩得更为严重，则适当减小KQ-。
本发明提出的全功率风电机组的故障电流控制方法，涉及到正序有功、无功电流和负序无功电流，使得全功率风电机组具有明确的正、负序等效阻抗特性，对电网提供故障主动支撑的同时，避免触发正序有功电流传输极限而导致系统失稳；同时较为固定的正、负序等效阻抗特性也有利于继电保护装置的整定，保证其可靠性。结合全功率风电机组变流器的电流电压输出容量限制，给出了随端电压变化的阻抗参数允许范围的计算方法，进而总结出阻抗参数的整定方法，保证控制策略的可实施性。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建系统，包括：控制模块，被配置为将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的正序有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降成比例的下降；无功电流输出根据正序端电压相对于0.9p.u.的变化量成比例地向电网输出正序无功电流；在此基础上，构建全功率风电机组的正序等效阻抗。将不对称故障下风电机组的负序无功电流与负序端电压情况相结合，使风电机组不对称故障期间输出的容性无功电流随着负序端电压的上升成比例的上升，从而构建全功率风电机组的负序等效电抗。阻抗参数通过实施例一所示的方法事先整定。
上述模块的具体实现方式已经在实施例一中进行说明，不再赘述。
实施例三
在一个或多个实施方式中，公开了一种终端设备，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
实施例四
在一个或多个实施方式中，公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并实施例一中所述的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法，其特征在于，包括：将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降而成比例的下降；在此基础上，构建全功率风电机组的正序等效阻抗；
对称故障下风电机组的正序有功、无功电流具体为：
Figure FDA0003685899730000011
IgQ+＝KQ+(0.9-Ug+),Ug+＜0.9
其中，IgP+为输出正序有功电流，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，P0为故障前全功率风电机组的有功功率输出；
全功率风电机组的正序等效阻抗具体为：
Figure FDA0003685899730000012
Figure FDA0003685899730000013
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Req+、Xeq+分别为正序等效电阻和电抗；
在网侧变流器最大电流、调制电压输出限制下的KP+和KQ+的允许范围边界为：
Figure FDA0003685899730000014
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，Ig_lim为最大电流输出限制，Eg_lim为最大调制电压输出限制，ω为电网电角速度，Lg为滤波电抗器的电感值，θ为角度参数用以刻画边界，取值为0～2π；得到对称故障下KP+和KQ+的取值允许范围后，确定合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化。
2.如权利要求1所述的一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法，其特征在于，所述风电机组的有功特性呈现出电阻性，使其有功电流输出具有线性特征，利于继电保护装置的定值整定与可靠动作，同时避免触发系统有功电流传输极限而造成系统失稳。
3.如权利要求1所述的一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法，其特征在于，当电网发生不对称故障后，对于全功率风电机组网侧变流器的输出负序电流，采取使网侧输出负序电流为负序容性无功电流的策略，使全功率风电机组的呈现出负序电抗特性。
4.如权利要求1所述的一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法，其特征在于，考虑全功率风电机组输出负序容性无功电流所占用的变流器电流、电压输出容量后，全功率风电机组正、负序阻抗参数取值的确定方法为：
选取适当的负序无功电流系数KQ-；
确定在每个正序电压对应的最为严重的负序电压情况下，计及负序容性无功电流对变流器电流、电压输出容量的占用后，正序KP+和KQ+参数取值范围；
基于上述各个电压组合下的正序KP+和KQ+参数取值范围选取一个合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化；
若上述取值范围无法满足KP+取值的需要，则调整KQ-的取值，继续上述过程。
5.一种适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建系统，其特征在于，包括：控制模块，被配置为将对称故障下风电机组的正序有功电流与故障前有功功率输出和端电压情况相结合，使对称故障期间的正序有功电流输出在故障前有功功率输出的基础上，随着端电压的下降成比例的下降；无功电流输出根据正序端电压相对于0.9p.u.的变化量成比例地向电网输出正序无功电流；在此基础上，构建全功率风电机组的正序等效阻抗；将不对称故障下风电机组的负序无功电流与负序端电压情况相结合，使风电机组不对称故障期间输出的容性无功电流随着负序端电压的上升成比例的上升，从而构建全功率风电机组的负序等效电抗，阻抗参数通过所提出的方法事先整定；
对称故障下风电机组的正序有功、无功电流具体为：
Figure FDA0003685899730000031
IgQ+＝KQ+(0.9-Ug+),Ug+＜0.9
其中，IgP+为输出正序有功电流，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，P0为故障前全功率风电机组的有功功率输出；
全功率风电机组的正序等效阻抗具体为：
Figure FDA0003685899730000032
Figure FDA0003685899730000033
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Req+、Xeq+分别为正序等效电阻和电抗；
在网侧变流器最大电流、调制电压输出限制下的KP+和KQ+的允许范围边界为：
Figure FDA0003685899730000041
其中，KP+为正序有功电流系数，KQ+为正序无功电流系数，Ug+为全功率风电机组正序端电压，Ig_lim为最大电流输出限制，Eg_lim为最大调制电压输出限制，ω为电网电角速度，Lg为滤波电抗器的电感值，θ为角度参数用以刻画边界，取值为0～2π；得到对称故障下KP+和KQ+的取值允许范围后，确定合适的KQ+，使KP+允许在0～1.23范围内变化。
6.一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-4任一项所述的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。
7.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-4任一项所述的适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法。
CN202110043833.6A 2021-01-13 2021-01-13 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统 Active CN112865033B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110043833.6A CN112865033B (zh) 2021-01-13 2021-01-13 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110043833.6A CN112865033B (zh) 2021-01-13 2021-01-13 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112865033A CN112865033A (zh) 2021-05-28
CN112865033B true CN112865033B (zh) 2022-08-09

Family

ID=76003444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110043833.6A Active CN112865033B (zh) 2021-01-13 2021-01-13 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112865033B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115395569B (zh) * 2022-09-16 2023-04-18 山东大学 基于等效负序电抗的双馈风机不对称故障控制方法及系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110429650A (zh) * 2019-08-20 2019-11-08 国网福建省电力有限公司 一种电网不对称故障下dfig变换器正、负序电流控制方法
CN110460104B (zh) * 2019-09-20 2021-02-09 南京南瑞继保电气有限公司 一种光伏逆变器等效正、负序故障阻抗推导方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112865033A (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kalcon et al. Small-signal stability analysis of multi-terminal VSC-based DC transmission systems
CN111654052B (zh) 基于动态相量法的柔直换流器建模装置及方法
CN112865033B (zh) 适应继电保护的全功率风电机组故障阻抗构建方法及系统
CN110492524A (zh) 无通信海上风电场柔直并网的有功-频率控制方法及系统
CN109980657B (zh) 定无功功率外环对变流器并网系统稳定性影响的分析方法
CN112255567B (zh) 一种含光伏电源配电网的短路电流快速确定方法
CN110445170A (zh) 一种海上风电场柔直并网的有功频率控制方法及系统
CN117477594A (zh) 一种自同步电源功率波动抑制方法
CN110445171A (zh) 一种基于海上风电场柔直系统的有功频率控制方法及系统
CN110429659B (zh) 虚拟同步逆变器的动态功角调整方法、系统及相关组件
CN116436091A (zh) 构网型变流器暂态稳定提升控制方法和构网型变流器系统
US9312696B2 (en) Method and associated transmission system
CN115693710A (zh) 风储协同宽频振荡抑制方法、装置、计算机设备及介质
JPH08214458A (ja) 放射状配電系統用潮流計算方法
Chakraborty et al. An adaptive fuzzy logic control technique for LVRT enhancement of a grid-integrated DFIG-based wind energy conversion system
Dehghani et al. Dynamic behavior control of induction motor with STATCOM
CN117096960B (zh) 考虑电气量约束的虚拟同步机限幅运行控制方法及系统
CN117439160A (zh) 一种弱电网自同步电源功率解耦控制和无功快速调节方法
CN113937785B (zh) 一种statcom相间直流电压均衡控制方法及系统
WO2023050581A1 (zh) 风力发电机组的网侧变流器的控制方法及装置
CN117318098A (zh) 抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统
CN110086178B (zh) 一种抑制风电系统次同步振荡的方法及系统
CN109412154B (zh) 光伏发电系统的稳定性分析方法、装置及实现装置
CN116722583A (zh) 用于确定电网短路故障下双馈风机负序电流的方法及系统
CN115632442A (zh) 一种自适应控制方法、装置、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant