CN113644689A - 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质 - Google Patents

风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113644689A
CN113644689A CN202110939554.8A CN202110939554A CN113644689A CN 113644689 A CN113644689 A CN 113644689A CN 202110939554 A CN202110939554 A CN 202110939554A CN 113644689 A CN113644689 A CN 113644689A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind power
power system
impedance
stability
stable
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.)
Pending
Application number
CN202110939554.8A
Other languages
English (en)
Inventor
谢小荣
占颖
刘威
柴炜
马宁嘉
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.)
Tsinghua University
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
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 Tsinghua University, State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202110939554.8A priority Critical patent/CN113644689A/zh
Publication of CN113644689A publication Critical patent/CN113644689A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected 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
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H02J3/241—The oscillation concerning frequency
    • 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
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • 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
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • 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
    • 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
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • 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)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本申请属于电力系统稳定分析技术领域，涉及风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质。首先构建风电系统运行稳定域的参数空间，构造目标系统中各设备的阻抗模型，建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，确定参数空间中的一个稳定运行点，以该点为初始点进行搜索，得到单机出力范围内各出力值对应的临界稳定运行点，最后，连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。本申请建立了基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，可以快速准确判断各运行参数下系统次/超同步振荡模式的稳定性。通过边界搜索的方法构建了风电系统的运行稳定域，计算量小，且保守性低，可以为系统的次/超同步振荡防控和安全稳定运行提供指导。

Description

风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存 储介质
技术领域
本申请属于电力系统稳定分析技术领域，涉及风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质。
背景技术
近年来，风电渗透率不断提高，电力系统出现了多起风电参与的新型次/超同步振荡事故，例如华北沽源风电基地和新疆哈密风电场发生的次/超同步振荡等，它们降低了电能质量，破坏了设备安全，危及了电网的可靠运行。为了分析风电系统在不同运行参数下的振荡稳定性以及衡量系统的稳定裕度，需要构建系统的运行稳定域，为次/超同步振荡的防控提供重要信息。
现有的面向次/超同步振荡防控的风电系统稳定域大多是参数稳定域，即考虑系统结构参数和控制器参数对次/超同步振荡稳定性的影响。由于风电系统的次/超同步振荡稳定性与系统运行点密切相关，因此已有的参数稳定域难以给系统的安全稳定运行提供指导。又考虑到风电系统通常较为复杂，基于时域状态空间模型求出系统全部特征值，进而根据特征值实部的正负判断振荡稳定性的方法计算量大，甚至存在维数灾问题，
发明内容
有鉴于此，本公开提出了风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质，以解决相关技术中的问题。
根据本公开的第一方面，提出风电系统运行稳定域的构建方法，包括：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
可选地，所述构建风电系统运行稳定域参数空间，包括：
将风电系统中的单台风电机组出力和风电场并网风机台数作为构造运行稳定域的参数；
设置风电系统运行参数的取值范围，将风电系统中单台风电机组出力区间记为[plow,phigh]，将并网风机台数区间记为[nlow,nhigh]。
可选地，建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗，包括：
建立风电机组的全工况阻抗模型，将风电机组的阻抗ZWTG(s)表示成工作点的函数：
采用机理推导或外特性辨识方法，计算其他设备的阻抗。
可选地，所述建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，具体过程如下：
计算风电系统中风电场在任一运行参数(p,n)下的阻抗；
建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵；
将所述阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性；
根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断。
可选地，所述在参数空间中查找临界稳定运行点，包括：
设置并网风机台数的搜索步长为△n；
分别将单台风电机组出力和并网风机台数设为最小值，作为一个稳定运行点，此时风电系统的单台风电机组的输出有功功率p＝plow，并网风机台数n＝nlow；
保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性进行判断，若风电系统中的次/超同步振荡模式从稳定突变到不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N；若风电系统中的次/超同步振荡模式保持稳定，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点。
可选地，所述搜索临界稳定运行点，包括：
设置单台风电机组出力搜索步长为△p；
令p＝Pt+△p，n＝Nt；
根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对目标风电系统在运行参数为(p,n)时的次/超同步振荡模式的稳定性进行判断：
若稳定，则保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，进一步根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据,，判断各运行参数下的次/超同步振荡模稳定性，若次/超同步振荡模式从稳定突变为不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1,Pt＝p,Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持稳定，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N；
若不稳定，则保持p不变，以步长△n逐步减小并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，判断各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性，若次/超同步振荡模式从不稳定突变为到稳定，将此时的并网风机数量记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持不稳定，则重复上述过程，直到Pt＝phigh。
根据本公开的第二方面，提出风电系统运行稳定域的构建装置，包括：
建立参数空间模块，用于构建风电系统运行稳定域的参数空间；
计算阻抗模块，用于建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立判据模块，用于建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
查找模块，用于在所述参数空间中的一个稳定运行点查找临界稳定运行点；
搜索模块，用于搜索临界稳定运行点；
连接模块，用于连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
可选地，所述建立判据模块，包括：
第一计算单元，用于计算风电系统中风电场在任一运行参数(p,n)下的阻抗；
阻抗网络形成单元，用于建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵；
第二计算单元，用于将所述阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性；
判断单元，用于根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断。
根据本公开的第三方面，提出电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机可执行的指令；
处理器，所述处理器被配置执行：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
根据本公开的第四方面，提出计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
根据本公开的实施例，本公开将影响风电次/超同步振荡稳定性的关键运行参数，即单台风电机组出力和风电场并网风机台数作为构造风电系统运行稳定域的二维参数，构建风电系统运行稳定域的参数空间，构造目标系统中各设备的阻抗模型，建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，确定参数空间中的一个稳定运行点，以该点为初始点，先沿着并网风机机台数增大和减小的方向搜索临界稳定运行点，后沿单机出力增大和减小的方向搜索临界稳定运行点，直到得到所研究单机出力范围内各出力值对应的临界稳定运行点，最后，连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界，边界内部即为面向次/超同步振荡防控的风电系统运行稳定域，从而全面反映运行点对系统次/超同步振荡的影响。本申请建立了基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，可以快速准确判断各运行参数下系统次/超同步振荡模式的稳定性。通过边界搜索的方法构建了风电系统的运行稳定域，计算量小，且保守性低，可以为系统的次/超同步振荡防控和安全稳定运行提供指导。
本公开附加的方面和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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例示出的风电系统运行稳定域的构建方法的示意流图。
图2是根据本公开的一个实施例示出的风电系统运行稳定域的构建装置的示意流图。
图3是根据本公开的一个实施例示出的风电系统运行稳定域的构建装置中判据模块的示意流图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是根据本公开的一个实施例示出的风电系统运行稳定域的构建方法的示意流图。本实施例的风电系统运行稳定域的构建方法，可以适用于用户设备，例如手机、平板电脑等。
如图1所示，风电系统运行稳定域的构建方法，包括
在步骤1中，构建风电系统运行稳定域的参数空间。
在一个实施例中，构建风电系统运行稳定域参数空间，包括：
(1)将风电系统中的单台风电机组出力和风电场并网风机台数作为构造运行稳定域的参数；
(2)设置风电系统运行参数的取值范围，将风电系统中单台风电机组出力区间记为[plow,phigh]，将并网风机台数区间记为[nlow,nhigh]。
在步骤2中，建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗。
在一个实施例中，建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗，包括：
(1)建立风电机组的全工况阻抗模型，将风电机组的阻抗ZWTG(s)表示成工作点的函数：
ZWTG(s)＝F(s,U1,I1)
其中，U1为风电机组的工频电压相量，I1为风电机组的工频电流相量，s为拉普拉斯算子；
(2)采用机理推导或外特性辨识方法，计算其他设备的阻抗。其他设备包括汽轮机组、线路、变压器等。
在步骤3中，建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据。
在一个实施例中，建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，具体过程如下：
(1)计算风电系统中风电场在任一运行参数(p,n)下的阻抗，包括以下步骤：
(1-1)对风电系统展开潮流计算，将风电系统中的风电场节点设定为PQ节点(即有功无功节点)，风电场的输出有功功率为P，P＝p*n，其中p为单台风电机组的输出有功功率，n为并网风机台数；
(1-2)根据步骤(1-1)的潮流计算结果，分别计算风电机组端口的工频电压相量U1和工频电流相量I1，将U1和I1代入所述的风电机组的全工况阻抗模型，获得风电机组在当前运行参数下的阻抗；
(1-3)将步骤(1-2)的单台风电机组的阻抗除以并网风机台数n，获得风电场在当前运行参数下的阻抗；
(2)建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵，包括以下步骤：
(2-1)将步骤(1-3)和所述的各设备的阻抗根据风电系统的拓扑结构进行连接，构成风电系统的阻抗网络；
(2-2)建立阻抗网络的节点导纳矩阵Y(s)如下：
Y(s)＝AYD(s)AT
其中，A是风电系统的节点-支路关联矩阵，YD(s)为支路导纳矩阵，支路导纳矩阵为对角矩阵，对角矩阵中的对角元素为各支路设备的导纳；
(3)将步骤(2)的阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性，包括以下步骤：
(3-1)从阻抗网络中选择任意节点#i作为阻抗网络的聚合端口，根据步骤(2-2)的节点导纳矩阵，获得目标风电系统的聚合阻抗Z∑(s)：
Figure BDA0003214236750000061
其中，Y-1为步骤(2-2)的阻抗网络节点导纳矩阵的逆矩阵，Y-1(i,i)为Y-1中的第i行第i列元素；
(3-2)设定所关注的次/超同步振荡模式的频率范围ω，ω∈[ωlow,ωhigh]，将s＝jω代入Z∑(s)，得到Z∑(s)的数值解，即聚合阻抗的频率特性，其中，Z∑(s)为聚合阻抗，s为拉普拉斯算子，j为虚数单位；
(3-3)将聚合阻抗频率特性Z∑(jω)的实部和虚部分别称为聚合阻抗的等效电阻和等效电抗，根据步骤(3-2)的聚合阻抗的频率特性，画出聚合阻抗的等效电阻-频率曲线和等效电抗-频率曲线；
(4)根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断：
(4-1)当聚合阻抗的等效电抗-频率曲线上存在一个频率为ωr的过零点，则判定目标风电系统存在一个频率为ωr的次/超同步振荡模式，进一步根据该过零点处的等效电阻与等效电抗斜率之积的正负对振荡模式的稳定性进行判断，若乘积大于零，则判定振荡模式稳定；若乘积小于或等于零，则判定振荡模式不稳定；
(4-2)当聚合阻抗的等效电阻-频率曲线上存在一个频率为ωr的过零点，则判定目标风电系统存在一个频率为ωr的次/超同步振荡模式，进一步根据该过零点处等效电抗与等效电阻斜率之积的正负对振荡模式的稳定性进行判断，若乘积大于零，则判定振荡模式不稳定；若乘积小于或等于零，则判定振荡模式不稳定。
本公开的实施例的上述步骤中，建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，可以用来判断任一运行参数下风电系统次/超同步振荡模式的稳定性，避免了直接求解聚合阻抗零点产生的大量计算，可以快速准确定位次/超同步振荡模式。
在步骤4中，在参数空间中查找临界稳定运行点，作为搜索稳定域边界的起点。
在一个实施例中，在参数空间中查找临界稳定运行点，作为搜索稳定域边界的起点，包括：
(1)设置并网风机台数的搜索步长为△n；
(2)分别将单台风电机组出力和并网风机台数设为最小值，作为一个稳定运行点，此时风电系统的单台风电机组的输出有功功率p＝plow，并网风机台数n＝nlow；
(3)保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性进行判断，若风电系统中的次/超同步振荡模式从稳定突变到不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N；若风电系统中的次/超同步振荡模式保持稳定，(若不存在模式从稳定到不稳定的突变)，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点；也即风电系统的第一个稳定域边界点，令t＝1，Pt＝p，Nt＝N。
在步骤5中，搜索临界稳定运行点。
在一个实施例中，搜索临界稳定运行点；即在参数空间中，以(P1,N1)为起点，沿着单台风电机组出力增大的方向搜索临界稳定运行点，直到得到单台风电机组出力为所设定最大值时对应的临界稳定运行点，包括：
(1)设置单台风电机组出力搜索步长为△p；
(2)令p＝Pt+△p，n＝Nt；
(3)根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对目标风电系统在运行参数为(p,n)时的次/超同步振荡模式的稳定性进行判断：
若稳定，则保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，进一步根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据,，判断各运行参数下的次/超同步振荡模稳定性，若次/超同步振荡模式从稳定突变为不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1,Pt＝p,Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持稳定，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N；
若不稳定，则保持p不变，以步长△n逐步减小并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，判断各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性，若次/超同步振荡模式从不稳定突变为到稳定，将此时的并网风机数量记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持不稳定，则返回步骤(2)；
(4)重复步骤(2)-步骤(3)，直到Pt＝phigh。
本公开的实施例中，充分利用相邻边界点距离较近的特点，在上一个边界点附近搜索下一个边界点，因此大大减少了搜索次数，在保证稳定域搜索精度的同时，提高了风电系统运行稳定域的搜索效率。
在步骤6中，连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界，边界内部即为目标风电系统运行稳定域。
与上述风电系统运行稳定域的构建方法的实施例相对应地，本公开还提出了风电系统运行稳定域的构建装置的实施例。
图2是本公开一个实施例提出的风电系统运行稳定域的构建装置的示意框图，包括：
建立参数空间模块，用于构建风电系统运行稳定域的参数空间；
计算阻抗模块，用于建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立判据模块，用于建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
查找模块，用于在所述参数空间中的一个稳定运行点查找临界稳定运行点；
搜索模块，用于搜索临界稳定运行点；
连接模块，用于连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
图3是根据本公开一个实施例示出的一种建立判据模块的示意框图，如图3所示，在图2所示实施例的基础上，判据模块包括：
第一计算单元，用于计算风电系统中风电场在任一运行参数(p,n)下的阻抗；
阻抗网络形成单元，用于建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵；
第二计算单元，用于将所述阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性；
判断单元，用于根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断。
本公开的实施例还提出了电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机可执行的指令；
处理器，所述处理器被配置执行：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
本公开的一个实施例提出的计算机可读存储介质，去上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
需要说明的是，本公开的实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，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，所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述汽车配件图片数据集制作设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Sma rt Med ia Ca rd,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。风电系统运行稳定域的构建装置的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，包括：
构建风电系统运行稳定域的参数空间；
建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
在参数空间中查找临界稳定运行点；
搜索临界稳定运行点；
连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
2.根据权利要求1所述的风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，所述构建风电系统运行稳定域参数空间，包括：
(1)将风电系统中的单台风电机组出力和风电场并网风机台数作为构造运行稳定域的参数；
(2)设置风电系统运行参数的取值范围，将风电系统中单台风电机组出力区间记为[plow,phigh]，将并网风机台数区间记为[nlow,nhigh]。
3.根据权利要求1所述的风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，所述建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗，包括：
(1)建立风电机组的全工况阻抗模型，将风电机组的阻抗ZWTG(s)表示成工作点的函数：
(2)采用机理推导或外特性辨识方法，计算其他设备的阻抗。
4.根据权利要求1所述的风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，所述建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，具体过程如下：
(1)计算风电系统中风电场在任一运行参数(p,n)下的阻抗；；
(2)建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵；
(3)将所述阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性曲线；
(4)根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断。
5.根据权利要求1所述的风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，所述在参数空间中查找临界稳定运行点，包括：
(1)设置并网风机台数的搜索步长为△n；
(2)分别将单台风电机组出力和并网风机台数设为最小值，作为一个稳定运行点，此时风电系统的单台风电机组的输出有功功率p＝plow，并网风机台数n＝nlow；
(3)保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性进行判断，若风电系统中的次/超同步振荡模式从稳定突变到不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N；若风电系统中的次/超同步振荡模式保持稳定，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点。
6.根据权利要求1所述的风电系统运行稳定域的构建方法，其特征在于，搜索临界稳定运行点，包括：
(6-1)设置单台风电机组出力搜索步长为△p；
(6-2)令p＝Pt+△p，n＝Nt；
(6-3)根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，对目标风电系统在运行参数为(p,n)时的次/超同步振荡模式的稳定性进行判断：
若稳定，则保持p不变，以步长△n逐步增大并网风机台数n，进一步根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据,，判断各运行参数下的次/超同步振荡模稳定性，若次/超同步振荡模式从稳定突变为不稳定，则将突变前的并网风机台数记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1,Pt＝p,Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持稳定，则令N＝nhigh；(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N；
若不稳定，则保持p不变，以步长△n逐步减小并网风机台数n，根据所述基于聚合阻抗频率特性的稳定判据，判断各运行参数下的次/超同步振荡模式稳定性，若次/超同步振荡模式从不稳定突变为到稳定，将此时的并网风机数量记为N，(p,N)即为临界稳定运行点，令t＝t+1，Pt＝p，Nt＝N，若次/超同步振荡模式保持不稳定，则返回步骤(6-2)；
(6-4)重复步骤(6-2)-步骤(6-3)，直到Pt＝phigh。
7.一种风电系统运行稳定域的构建装置，其特征在于，包括：
建立参数空间模块，用于构建风电系统运行稳定域的参数空间；
计算阻抗模块，用于建立风电系统中风电机组的全工况阻抗模型和其他设备的阻抗；
建立判据模块，用于建立基于聚合阻抗频率特性的稳定判据；
查找模块，用于在所述参数空间中的一个稳定运行点查找临界稳定运行点；
搜索模块，用于搜索临界稳定运行点；
连接模块，用于连接所有临界稳定运行点，构成稳定域边界。
8.根据权利要求7的风电系统运行稳定域的构建装置，其特征在于，所述建立判据模块，包括：
第一计算单元，用于计算风电系统中风电场在任一运行参数下的阻抗；
阻抗网络形成单元，用于建立风电系统在当前运行参数下的阻抗网络，并形成阻抗网络的节点导纳矩阵；
第二计算单元，用于将所述阻抗网络简化成聚合阻抗，获得聚合阻抗的频率特性；
判断单元，用于根据聚合阻抗的频率特性曲线，对风电系统的次/超同步振荡模式稳定性进行判断。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机可执行的指令；
处理器，所述处理器被配置执行权利要求1-6的任何风电系统运行稳定域的构建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行权利要求1-6的任风电系统运行稳定域的构建方法。
CN202110939554.8A 2021-08-16 2021-08-16 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质 Pending CN113644689A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110939554.8A CN113644689A (zh) 2021-08-16 2021-08-16 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110939554.8A CN113644689A (zh) 2021-08-16 2021-08-16 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113644689A true CN113644689A (zh) 2021-11-12

Family

ID=78422191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110939554.8A Pending CN113644689A (zh) 2021-08-16 2021-08-16 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113644689A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114256868A (zh) * 2021-11-16 2022-03-29 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 风电并网系统宽频带振荡安全域构建方法
CN114611987A (zh) * 2022-03-25 2022-06-10 南通大学 一种并网型风电场的局域振荡的辨识方法
CN117277422B (zh) * 2023-11-21 2024-03-15 山东大学 一种直驱风电场稳定评估方法、系统、终端及介质

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114256868A (zh) * 2021-11-16 2022-03-29 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 风电并网系统宽频带振荡安全域构建方法
CN114256868B (zh) * 2021-11-16 2023-01-24 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 风电并网系统宽频带振荡安全域构建方法
CN114611987A (zh) * 2022-03-25 2022-06-10 南通大学 一种并网型风电场的局域振荡的辨识方法
CN114611987B (zh) * 2022-03-25 2022-12-09 南通大学 一种并网型风电场的局域振荡的辨识方法
CN117277422B (zh) * 2023-11-21 2024-03-15 山东大学 一种直驱风电场稳定评估方法、系统、终端及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113644689A (zh) 风电系统运行稳定域的构建方法、装置、电子设备及其可读存储介质
Arthishri et al. Simplified methods for the analysis of self‐excited induction generators
CN109301814B (zh) 一种接入电网风电容量分析方法和系统
Roldán‐Pérez et al. Parallel current‐controlled synchronverters for voltage and frequency regulation in weak grids
CN110703092B (zh) 一种超低频振荡的水电机组模拟方法、装置及存储介质
CN106602610A (zh) 一种风电场等值模型的建立方法
CN112018768B (zh) 多端柔性直流输电系统谐波传递特性的分析方法及装置
CN116722589A (zh) 一种分布式能源配电网拓扑结构选取方法及相关装置
CN117277350A (zh) 阻抗计算、电网稳定性分析方法及存储介质和终端设备
CN116436081A (zh) 满足宽频振荡稳定约束的构网机组接入容量优化方法
CN113435150B (zh) 一种双馈型风力发电机的等效电路、电磁暂态仿真方法
CN114884094A (zh) 一种风电场阻抗特性监测方法、系统、设备和介质
CN110943480B (zh) 电力系统调频方法、装置、计算机设备及存储介质
CN114252764A (zh) 一种断路器断流能力的校验方法、装置、设备及介质
CN110362864A (zh) 一种限制设定i-v曲线最大斜率的简化方法
CN110311384B (zh) 电力系统动态无功补偿方法、装置、设备及存储介质
CN110048431B (zh) 配电网的无功功率优化方法、装置、设备及存储介质
US20240003327A1 (en) Method and device for determining suction height of variable speed units
CN116454921B (zh) 基于超级电容的电网次同步振荡抑制方法及系统
CN115800336B (zh) 一种基于调峰调频的储能容量的确定方法、装置及设备
CN112084644B (zh) 一种电力系统的动态等值方法、装置及存储介质
CN116683477A (zh) 一种风电并网系统宽频抑制方法、装置、设备及存储介质
CN115377997A (zh) 电力系统功率缺额估算方法、装置、终端设备及存储介质
CN118040622A (zh) 一种正序突变量方向元件性能优化方法及相关装置
CN117543559A (zh) 新能源场站导纳聚合方法、装置、存储介质及设备

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