專利名稱：風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法
風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一種風(fēng)電系統(tǒng)，具體涉及風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電以其無(wú)污染、可再生及其蓄量豐富的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)發(fā)展迅猛。隨著風(fēng)電研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)機(jī)組的容量不斷增大，越來(lái)越多的大中型風(fēng)電場(chǎng)相繼建成并投入電網(wǎng)運(yùn)行。由于規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響已從簡(jiǎn)單的局部電壓波動(dòng)、諧波污染等電能質(zhì)量問(wèn)題發(fā)展到電網(wǎng)安全穩(wěn)定、調(diào)頻調(diào)峰、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等方面，例如文獻(xiàn)《風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電容量可信度研究》(《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2005年10期)、《國(guó)外風(fēng)力發(fā)電導(dǎo)則與動(dòng)態(tài)模型簡(jiǎn)介》 (《電網(wǎng)技術(shù)》2005 年 12 期)、《High penetration of wind power inpower systems: an ISO perspective IEEE))和《大容量風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定和阻尼特性的影響》(《電網(wǎng)技術(shù)》2007年13期)都有所闡述。因此，研究風(fēng)電場(chǎng)接入后對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
我國(guó)風(fēng)資源較豐富，但適合大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的地區(qū)一般都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，因此大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)后可能會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)電壓水平下降、線路過(guò)功率傳輸、系統(tǒng)短路容量增加和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性改變等一系列問(wèn)題。文獻(xiàn)《含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的聯(lián)合迭代方法及應(yīng)用》(《電網(wǎng)技術(shù)》2005年18期)和《一種靜態(tài)安全約束下確定電力系統(tǒng)風(fēng)電準(zhǔn)入功率極限的優(yōu)化方法》(《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2001年6期)從基礎(chǔ)潮流分析、靜態(tài)安全分析等方面研究了風(fēng)機(jī)組接入電網(wǎng)后系統(tǒng)的靜態(tài)特性；在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面，研究工作主要集中在風(fēng)機(jī)組建模和模型的驗(yàn)證工作，例如文獻(xiàn)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型研究》(《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2005年3期)和《大型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模與仿真》(《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2004 年6期)。關(guān)于風(fēng)機(jī)組與電力系統(tǒng)的交互影響，尤其是大容量風(fēng)電場(chǎng)接入實(shí)際大電網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響目前尚缺乏系統(tǒng)的研究。
電力系統(tǒng)中發(fā)生的低頻振蕩來(lái)源于發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)群轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)搖擺，它是當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)局部的有功剩余或缺乏，相關(guān)的發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)群因此而加減速以求達(dá)到有功平衡時(shí)，由于阻尼缺乏而引起系統(tǒng)中發(fā)生的有功功率的持續(xù)振蕩。振蕩的頻率范圍一般在0. 2^2. 5Hz之間，故稱為低頻振蕩或機(jī)電振蕩。近年來(lái)低頻振蕩在我國(guó)時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)間的功率輸送和安全穩(wěn)定運(yùn)行。大力發(fā)展新能源尤其是風(fēng)能是中國(guó)電力發(fā)展的方向，隨著大規(guī)模風(fēng)電的加入，電力系統(tǒng)運(yùn)行不斷趨于復(fù)雜，因此對(duì)于風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)方面影響的研究刻不容緩。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠得到風(fēng)機(jī)的接入對(duì)電力系統(tǒng)影響結(jié)果，且同時(shí)獲得更多的內(nèi)部機(jī)理信息，為風(fēng)機(jī)接入地點(diǎn)的選擇和 控制器的選取提供定量的計(jì)算和分析結(jié)果的一種風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法。
技術(shù)方案本發(fā)明所述的風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法，包括以下步驟
(I)通過(guò)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))、能量管理系統(tǒng)(EMS)獲得電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端有功、母線有功和母線無(wú)功；
(2)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端有功、母線有功和母線無(wú)功；
(3)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入調(diào)度部門提供的電力系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、線路阻抗導(dǎo)納數(shù)據(jù)、變壓器阻抗變比數(shù)據(jù)；
(4)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠商提供的發(fā)電機(jī)組固有數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗數(shù)據(jù)、勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)據(jù)；
(5)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入風(fēng)機(jī)組生產(chǎn)廠商提供的風(fēng)機(jī)組固有數(shù)據(jù)風(fēng)機(jī)內(nèi)部電抗數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)差率數(shù)據(jù)、風(fēng)機(jī)功角數(shù)據(jù)；
(6)通過(guò)步驟(2)-(4)，得到不含風(fēng)機(jī)組的系統(tǒng)線性化矩陣
A^witlmut-Awith tAX l1thout
以及
權(quán)利要求
1.風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法，其特征在于包括如下步驟 (1)通過(guò)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))、能量管理系統(tǒng)(EMS)獲得電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、機(jī)端有功、母線有功和母線無(wú)功； (2)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入所述電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)； (3)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入調(diào)度部門提供的電力系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)、線路阻抗導(dǎo)納數(shù)據(jù)、變壓器阻抗變比數(shù)據(jù)； (4)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠商提供的發(fā)電機(jī)組固有數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)部電抗數(shù)據(jù)、勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)據(jù)； (5)向系統(tǒng)線性化矩陣中代入風(fēng)機(jī)組生產(chǎn)廠商提供的風(fēng)機(jī)組固有數(shù)據(jù)風(fēng)機(jī)內(nèi)部電抗數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)差率數(shù)據(jù)、風(fēng)機(jī)功角數(shù)據(jù)； (6)通過(guò)步驟(2廣(4)，得到不含風(fēng)機(jī)組的系統(tǒng)線性化矩陣
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法，其特征在于還包括通過(guò)下面的證明過(guò)程反向證明式(10)的合理性 將Awittout及Awith在保留特征根λ i的前提下進(jìn)行降階處理，得到阻尼轉(zhuǎn)矩矩陣B ( λ J及CUi),因此得到:
全文摘要
本發(fā)明公開了風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定影響的阻尼轉(zhuǎn)矩分析方法通過(guò)對(duì)不含風(fēng)機(jī)組的系統(tǒng)線性化矩陣和含指定風(fēng)機(jī)組的系統(tǒng)線性化矩陣進(jìn)行降價(jià)處理，得到風(fēng)機(jī)加入前后發(fā)電機(jī)提供的阻尼轉(zhuǎn)矩矩陣，計(jì)算各臺(tái)發(fā)電機(jī)相應(yīng)于指定振蕩模態(tài)的參與因子，得到風(fēng)電機(jī)接入對(duì)指定振蕩模態(tài)的影響；本發(fā)明能夠清晰詳細(xì)地給出指定風(fēng)機(jī)是如何通過(guò)各同步發(fā)電機(jī)影響指定的電力系統(tǒng)機(jī)電振蕩模態(tài)，從而為接入風(fēng)機(jī)的電力系統(tǒng)小干擾振蕩穩(wěn)定性分析、風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)的選擇和控制設(shè)計(jì)提供物理意義指導(dǎo)。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103050992SQ20121052759
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者杜文娟, 李海峰, 陳中 申請(qǐng)人:杜文娟