CN113270874A - 直驱风电场经lcc-hvdc送出系统的稳定性判别装置 - Google Patents

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CN113270874A CN202110543699.6A CN202110543699A CN113270874A CN 113270874 A CN113270874 A CN 113270874A CN 202110543699 A CN202110543699 A CN 202110543699A CN 113270874 A CN113270874 A CN 113270874A
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Abstract

本发明提供了一种直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统的稳定性判别装置，能够准确获得系统阻抗并有效评估系统稳定裕度，准确判断直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统是否振荡稳定。本发明通过装置准确获取直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统在全频带内的正序阻抗和耦合阻抗，并考虑了机‑网耦合效应计算得到系统与电网阻抗作用下的等效阻抗，用于分析系统稳定性更加准确有效，然后使用最大峰值判据判断系统稳定性，判据表征形式更加简洁，进一步提升了判据的灵活性和准确性，弥补了当前研究对于直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统的稳定性评估不方便不准确的不足，为直驱风电场经LCC‑HVDC送出系统的设计和并网提供了重要依据。

Description

直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置
技术领域
本发明属于直流高压输电系统技术领域，具体涉及一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置。
背景技术
近年来，我国直驱风电机组风装机容量逐年上升。然而我国电能需求与资源分布在时空上的逆向性、不均衡性，注定了我国在风电的开发利用上必然遵循由风能资源丰富的偏远地区(如哈密、酒泉、蒙东等)通过集中送出的方式实现“三华地区”等远距离负荷中心的消纳。传统的LCC-HVDC输电技术因其长距离输送时的大容量功率优势，在现阶段以及未来的高压直流建设中占据主导地位。然而，直驱风电场与HVDC间的交互作用导致的稳定性问题时有发生，当新能源渗透率提高时，该问题将会更加突出，严重制约新能源的大规模发展与应用。为了保证系统安全稳定运行，需要在风电场并网前对直驱风电场经LCC-HVDC送出系统进行稳定性评估。然而，当前针对交直流互联、多端口属性的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别问题还尚未提出有效的评估方案，因此亟需突破考虑频率耦合效应的多端口系统稳定性判别难题，分析直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，能够准确获得系统阻抗并有效评估系统稳定裕度，准确判断直驱风电场经LCC-HVDC送出系统是否振荡稳定，弥补了当前研究对于直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性评估的不足，从而为送出系统的设计和优化提供了重要的依据。
为实现上述目的，本发明的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，包括获取模块、采集模块、计算模块以及判断模块；
其中，获取模块，用于获取直驱风电场变流器参数、交流电网参数以及LCC-HVDC送端系统参数，所述直驱风电场变流器参数包括滤波电感电容以及控制参数值，所述交流电网参数包括线路长度和电感电容分布参数、直流线路电感电阻、直流侧电容以及交流测无功补偿电容值；所述LCC-HVDC送端系统参数包括LCC整流站参数；将获取的参数传输到计算模块中；
采集模块，用于采集系统稳态值，所述系统稳态值包括直驱风电场、交流弱电网和LCC整流站的功率以及各点工频电压电流，将采集到的系统稳态值传输到计算模块中；
计算模块，用于根据接收到的获取模块以及采集模块传输的参数，得到直驱风电场、交流电网以及LCC-HVDC送端系统的阻抗模型，通过所述的阻抗模型传递函数得到各部分存在频率为fp的扰动电压信号时的正序阻抗和耦合阻抗，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗，将计算得到的正序阻抗和耦合阻抗传输到判断模块中；
判断模块，用于结合电网阻抗和送出系统等效阻抗，根据最大峰值Nyquist稳定判据判断所述送出系统稳定性。
其中，所述判断模块中，根据给定的禁止区域半径，判断系统阻抗比是否进入禁止区域，从而判断系统稳定性。
其中，所述计算模块中，根据LCC整流站参数以及系统稳态值计算LCC-HVDC送端系统阻抗模型：
Figure BDA0003072710300000021
Figure BDA0003072710300000031
其中，
Figure BDA0003072710300000032
为LCC整流站系统正序阻抗，
Figure BDA0003072710300000033
为整流站系统正序电压和负序电流的耦合阻抗，Va(s)为系统的正序电压，Ia(s)、Ia(s2)分别为系统的正序电流和负序电流，P为电网基频有功功率，Q为电网基频无功功率，S＝P+jQ为视在功率，
Figure BDA0003072710300000034
为电网基频电流相角，ω1＝2πf1，其中f1为基频，k为正整数，KT为变压器变比，Dp(s)为触发角扰动函数，s为微分算子，CR为LCC无功补偿电容，s1为正序频率下的微分算子，Zdc为直流线路阻抗，初始触发角α1＝α0+5π/6，上标“*”表示共轭，||为并联符号；
直流侧电路阻抗为：
Figure BDA0003072710300000035
其中，Ld,Rd分别为直流输电线路电感和电阻，Cdc为直流侧电容。
其中，所述计算模块中，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗：
送出系统与电网之间的耦合效应在原扰动频率的模型中等效为一个与基本正序导纳Yp并联的附加导纳Ypp，以及与基本负序导纳Yn并联的附加导纳Ynn，即考虑机-网耦合效应后，送出系统的正负序等效阻抗表示为：
Zp(s)＝1/[Yp(s)+Ypp(s)]
Zn(s)＝1/[Yn(s)+Ynn(s)]。
其中s为微分算子。
其中，所述最大峰值Nyquist稳定判据为：
将系统幅值裕度和相位裕度要求表征成一个以(-1，j0)点为中心，Rmin为半径的圆形禁止工作区域，通过判断模块判断系统阻抗比是否进入禁止区域，若阻抗比Zg(s)/Zp(s)以及Zg(s)/Zn(s)曲线进入禁止区域，则相位裕度或幅值裕度不足，禁止区域中的曲线对应频率点存在振荡风险；反之则系统同时满足了幅值裕度和相位裕度要求，系统稳定；
其中，Zg(s)为电网阻抗，Zp(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统正序阻抗，Zn(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统负序阻抗；
禁止区域半径Rmin与系统幅值裕度GM、相位裕度PM关系如下：
Figure BDA0003072710300000041
有益效果：
本发明所提出的一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判别装置，通过获取模块、采集模块、计算模块得到送出系统等效阻抗，并根据判断模块根据给定的禁止区域判断系统是否存在振荡风险，从而准确分析系统稳定性。具体地，能够准确获取直驱风电场经LCC-HVDC送出系统在全频带内的正序阻抗和耦合阻抗，考虑了机-网耦合效应计算得到系统与电网阻抗作用下的等效阻抗，用于分析系统稳定性更加准确有效，然后使用最大峰值判据判断系统稳定性，判据表征形式更加简洁，进一步提升了判据的灵活性和准确性，弥补了当前研究对于直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性评估不方便不准确的不足，为直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的设计和并网提供了重要依据。
附图说明
图1为本发明实施例直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判别装置结构示意图。
图2为本发明实施例直驱风场经LCC-HVDC送出系统拓扑结构图。
图3为本发明实施例直驱风场经LCC-HVDC送出系统等效系统框图。
图4为本发明实施例直驱风场经LCC-HVDC送出系统稳定性判断流程图。
图5为本发明实施例最大峰值判据禁止工作区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明实施例提出的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判别装置，能够准确获取直驱风电场经LCC-HVDC送出系统在全频带内的正序阻抗和耦合阻抗，并考虑了机-网耦合效应计算得到系统与电网阻抗作用下的等效阻抗，用于分析系统稳定性更加准确有效，然后使用最大峰值判据判断系统稳定性，判据表征形式更加简洁，进一步提升了判据的灵活性和准确性，弥补了当前研究对于直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性评估不方便不准确的不足，为直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的设计和并网提供了重要依据。
图1为本发明实施例直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判别装置结构示意图，该阻抗获取模块包括获取模块101、采集模块102、计算模块103以及判断模块104。
其中，获取模块101，用于获取直驱风电场变流器参数、交流电网参数以及LCC-HVDC送端系统参数，将获取的参数传输到计算模块103中；所述直驱风电场变流器参数包括滤波电感电容以及控制参数值，所述交流电网参数包括线路长度和电感电容分布参数、直流线路电感电阻、直流侧电容以及交流测无功补偿电容值；所述LCC-HVDC送端系统参数包括LCC整流站参数；
采集模块102，用于采集系统稳态值，将采集到的系统稳态值传输到计算模块103中；所述系统稳态值包括直驱风电场、交流弱电网和LCC整流站的功率以及各点工频电压电流；
计算模块103，用于根据接收到的获取模块101以及采集模块102传输的参数，得到直驱风电场、交流电网以及LCC-HVDC送端系统的阻抗模型，通过所述的阻抗模型传递函数得到各部分存在频率为fp的扰动电压信号时的正序阻抗和耦合阻抗，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗，将计算得到的正序阻抗和耦合阻抗传输到判断模块104中；
判断模块104，用于结合电网阻抗和送出系统等效阻抗，根据最大峰值Nyquist稳定判据判断所述送出系统稳定性。
具体地，计算模块103，用于根据获取模块101获得的直驱风电场变流器参数、交流电网参数以及LCC-HVDC送端系统参数，和采集模块102采集得到的系统稳态值，计算得到直驱风电场经LCC-HVDC送出系统在宽频带内的正序阻抗和耦合阻抗，然后将直驱风电场阻抗与LCC-HVDC送端系统的阻抗模型进行并联计算得到直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的正序阻抗和耦合阻抗，再根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗；
判断模块104，用于根据给定的禁止区域半径，判断系统阻抗比是否进入给定的禁止区域，以此判断系统稳定性。
图2为本发明实施例直驱风场经LCC-HVDC送出系统拓扑结构图，其中：vg，ig为交流电网电压和输出电流，Rg，Lg为电网电阻电感；iL,idc为LCC-HVDC送端的交/直流侧电流，Ld,Rd为直流输电线路电感电阻，Cdc为直流侧电容；CR,iR为LCC-HVDC交流侧滤波电容及其电流，其目的为减小系统交流侧稳态谐波；is为直驱风电场输出电流。
图3为本发明实施例直驱风场经LCC-HVDC送出系统等效系统框图，根据交流系统的阻抗等效方法，风电场与LCC-HVDC送端系统可分别等效为一个理想电流源并联其输出阻抗，电网等效为一个理想电压源与等效阻抗串联。其中，Iwf,Zwf(s)为风电场等效电流源和输出阻抗，ILCC,ZLCC(s)为送端系统等效电流源和输出阻抗，Zg(s)为电网阻抗。
图4为本发明实施例直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判断流程图。本发明的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的振荡稳定性判别装置，通过如下步骤实现判别：
1)获取交流电网、直驱风电场以及LCC-HVDC送端系统的正序阻抗和耦合阻抗；
2)将直驱风电场阻抗与LCC-HVDC送端系统的阻抗模型进行并联计算得到直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的正序阻抗和耦合阻抗；
3)根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗；
4)结合电网阻抗、送出系统等效阻抗，根据最大峰值Nyquist稳定判据判断系统稳定性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，获取交流电网、直驱风电场以及LCC-HVDC送端系统的阻抗的具体方法是：
1)通过获取模块101获得直驱风电场变流器参数、交流电网参数以及LCC-HVDC送端系统参数。
2)运行并网系统使其运行在稳态工作点，通过采集模块102采集系统稳态值，包括直驱风电场输出功率、交流弱电网输出功率、LCC整流站输入功率、公共耦合点的工频电压以及直驱风电场输出工频电流。
3)根据获得的直驱风电场变流器参数、LCC整流站参数以及系统稳态值得到直驱风电场、交流电网以及LCC-HVDC送端系统的阻抗模型，通过计算模块103得到各部分存在频率为fp的扰动电压信号时的正序阻抗和耦合阻抗。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据获得的LCC整流站参数以及系统稳态值计算一种LCC-HVDC送端系统阻抗模型，包括正序阻抗和耦合阻抗，计算方式为：
Figure BDA0003072710300000071
Figure BDA0003072710300000072
其中，
Figure BDA0003072710300000073
为LCC整流站系统正序阻抗，
Figure BDA0003072710300000074
为整流站系统正序电压和负序电流的耦合阻抗，Va(s)为系统的正序电压，Ia(s)、Ia(s2)分别为系统的正序电流和负序电流，P为电网基频有功功率，Q为电网基频无功功率，S＝P+jQ为视在功率，
Figure BDA0003072710300000075
为电网基频电流相角，ω1＝2πf1，其中f1为基频，k为正整数，KT为变压器变比，Dp(s)为触发角扰动函数，s为微分算子，CR为LCC无功补偿电容，s1为正序频率下的微分算子，Zdc为直流线路阻抗，初始触发角α1＝α0+5π/6，上标“*”表示共轭，||为并联符号。
直流侧电路阻抗为：
Figure BDA0003072710300000081
其中，Ld,Rd分别为直流输电线路电感和电阻，Cdc为直流侧电容。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗的具体方法是：
送出系统与电网之间的耦合效应在原扰动频率的模型中可等效为一个与基本正序导纳Yp并联的附加导纳Ypp，以及与基本负序导纳Yn并联的附加导纳Ynn:
Figure BDA0003072710300000082
其中，Yp(s)为送出系统正序导纳，Yn(s)为送出系统负序导纳，Yc(s)为送出系统耦合导纳，Yg(s)为电网导纳，“*”表示卷积。
即考虑机-网耦合效应后，送出系统的正负序等效阻抗可表示为
Figure BDA0003072710300000083
系统稳定性可以基于阻抗比Zg(s)/Zp(s)与Zg(s)/Zn(s)通过最大峰值Nyquist稳定判据进行分析。
图5为本发明实施例最大峰值判据禁止工作区域示意图，结合电网阻抗、送出系统等效阻抗，根据最大峰值Nyquist稳定判据判断系统稳定性的具体方法：
为了综合反映系统的幅值裕度和相位裕度要求，引入最大峰值Nyquist稳定判据，将系统幅值裕度和相位裕度要求表征成一个以(-1,j0)点为中心，Rmin为半径的圆形禁止工作区域。通过判断模块104判断系统阻抗比是否进入禁止区域，若阻抗比Zg(s)/Zp(s)以及Zg(s)/Zn(s)曲线进入禁止区域，则相位裕度或幅值裕度不足，禁止区域中的曲线对应频率点存在振荡风险；反之则系统同时满足了幅值裕度和相位裕度要求，系统稳定。禁止区域半径Rmin与系统幅值裕度GM、相位裕度PM关系如下：
Figure BDA0003072710300000091
其中，Zg(s)为电网阻抗，Zp(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统正序阻抗，Zn(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统负序阻抗。不同于常规Nyquist判据，最大峰值Nyquist判据将系统的幅值裕度和相位裕度要求统一成复平面上的圆形稳定边界Rmin(即幅相稳定裕度)，判据表征形式更加简洁，进一步提升了判据的灵活性和准确性；此外，最大峰值Nyquist判据通过定义圆形禁止区域，有效覆盖了理想判据仅考虑幅值裕度或相位裕度带来的“振荡盲区”，该判据可准确判定系统容易产生振荡失稳的工作频率范围，应用更为便捷。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，其特征在于，包括获取模块、采集模块、计算模块以及判断模块；
其中，获取模块，用于获取直驱风电场变流器参数、交流电网参数以及LCC-HVDC送端系统参数，所述直驱风电场变流器参数包括滤波电感电容以及控制参数值，所述交流电网参数包括线路长度和电感电容分布参数、直流线路电感电阻、直流侧电容以及交流测无功补偿电容值；所述LCC-HVDC送端系统参数包括LCC整流站参数；将获取的参数传输到计算模块中；
采集模块，用于采集系统稳态值，所述系统稳态值包括直驱风电场、交流弱电网和LCC整流站的功率以及各点工频电压电流，将采集到的系统稳态值传输到计算模块中；
计算模块，用于根据接收到的获取模块以及采集模块传输的参数，得到直驱风电场、交流电网以及LCC-HVDC送端系统的阻抗模型，通过所述的阻抗模型传递函数得到各部分存在频率为fp的扰动电压信号时的正序阻抗和耦合阻抗，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗，将计算得到的正序阻抗和耦合阻抗传输到判断模块中；
判断模块，用于结合电网阻抗和送出系统等效阻抗，根据最大峰值Nyquist稳定判据判断所述送出系统稳定性。
2.如权利要求1所述的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，其特征在于，所述判断模块中，根据给定的禁止区域半径，判断系统阻抗比是否进入禁止区域，从而判断系统稳定性。
3.如权利要求1所述的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，其特征在于，所述计算模块中，根据LCC整流站参数以及系统稳态值计算LCC-HVDC送端系统阻抗模型：
Figure FDA0003072710290000011
Figure FDA0003072710290000012
其中，
Figure FDA0003072710290000013
为LCC整流站系统正序阻抗，
Figure FDA0003072710290000014
为整流站系统正序电压和负序电流的耦合阻抗，Va(s)为系统的正序电压，Ia(s)、Ia(s2)分别为系统的正序电流和负序电流，P为电网基频有功功率，Q为电网基频无功功率，S＝P+jQ为视在功率，
Figure FDA0003072710290000015
为电网基频电流相角，ω1＝2πf1，其中f1为基频，k为正整数，KT为变压器变比，Dp(s)为触发角扰动函数，s为微分算子，CR为LCC无功补偿电容，s1为正序频率下的微分算子，Zdc为直流线路阻抗，初始触发角α1＝α0+5π/6，上标“*”表示共轭，||为并联符号；
直流侧电路阻抗为：
Figure FDA0003072710290000021
其中，Ld,Rd分别为直流输电线路电感和电阻，Cdc为直流侧电容。
4.如权利要求1所述的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，其特征在于，所述计算模块中，根据机-网耦合效应求得送出系统在电网阻抗作用下的等效阻抗：
送出系统与电网之间的耦合效应在原扰动频率的模型中等效为一个与基本正序导纳Yp并联的附加导纳Ypp，以及与基本负序导纳Yn并联的附加导纳Ynn，即考虑机-网耦合效应后，送出系统的正负序等效阻抗表示为：
Zp(s)＝1/[Yp(s)+Ypp(s)]
Zn(s)＝1/[Yn(s)+Ynn(s)]。
其中s为微分算子。
5.如权利要求4所述的直驱风电场经LCC-HVDC送出系统的稳定性判别装置，其特征在于，所述最大峰值Nyquist稳定判据为：
将系统幅值裕度和相位裕度要求表征成一个以(-1，j0)点为中心，Rmin为半径的圆形禁止工作区域，通过判断模块判断系统阻抗比是否进入禁止区域，若阻抗比Zg(s)/Zp(s)以及Zg(s)/Zn(s)曲线进入禁止区域，则相位裕度或幅值裕度不足，禁止区域中的曲线对应频率点存在振荡风险；反之则系统同时满足了幅值裕度和相位裕度要求，系统稳定；
其中，Zg(s)为电网阻抗，Zp(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统正序阻抗，Zn(s)为直驱风场与LCC-HVDC的并联子系统负序阻抗；
禁止区域半径Rmin与系统幅值裕度GM、相位裕度PM关系如下：
Figure FDA0003072710290000022
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114336685A (zh) * 2022-01-10 2022-04-12 华北电力大学 风电经mmc-hvdc送出系统的振荡模式辨识方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103779875A (zh) * 2014-01-21 2014-05-07 燕山大学 分布式系统并网传输线等效阻抗比率获取方法
CN106655166A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 中国民航大学 基于阻抗比判据的飞机电力系统稳定性分析方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103779875A (zh) * 2014-01-21 2014-05-07 燕山大学 分布式系统并网传输线等效阻抗比率获取方法
CN106655166A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 中国民航大学 基于阻抗比判据的飞机电力系统稳定性分析方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘斌 等: "直驱风电场经LCC-HVDC外送系统阻抗建模及振荡机理分析", 《中国电机工程学报》 *
李光辉 等: "直驱风电场接入弱电网宽频带振荡机理与抑制方法(一)：宽频带阻抗特性与振荡机理分析", 《中国电机工程学报》 *
李光辉 等: "直驱风电场接入弱电网宽频带振荡机理与抑制方法(二)：基于阻抗重塑的宽频带振荡抑制方法", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114336685A (zh) * 2022-01-10 2022-04-12 华北电力大学 风电经mmc-hvdc送出系统的振荡模式辨识方法

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