【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制，具體為一種風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、新能源并網(wǎng)采用電力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與輸送，電力電子設(shè)備的多時(shí)間尺度控制特征深刻地影響了新能源發(fā)電系統(tǒng)的寬頻帶頻域特征，導(dǎo)致風(fēng)電、光伏等新能源并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)寬頻帶振蕩現(xiàn)象，而電力電子設(shè)備的非線性強(qiáng)耦合控制特征進(jìn)一步使得寬頻帶振蕩現(xiàn)象具備振蕩頻率耦合的復(fù)雜振蕩特征。
2、在振蕩機(jī)理分析方面，主要有特征值分析法和阻抗分析法，阻抗分析法的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)量測(cè)的手段獲得非同步機(jī)電源的阻抗模型，而不依賴于非同步機(jī)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)。
3、大型新能源場(chǎng)站由大量新能源機(jī)組通過(guò)電纜或者海纜連接構(gòu)成，新能源場(chǎng)站內(nèi)的電氣拓?fù)鋵?duì)新能源場(chǎng)站的阻抗特性影響較大，同時(shí)場(chǎng)內(nèi)拓?fù)潆S著運(yùn)行方式變化也可能發(fā)生變化，實(shí)際應(yīng)用中需要考慮新能源場(chǎng)站實(shí)際拓?fù)浼捌渥兓挠绊憽?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本專利技術(shù)。
2、因此，本專利技術(shù)解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)缺乏對(duì)大型新能源場(chǎng)站實(shí)際拓?fù)浼皥?chǎng)內(nèi)拓?fù)渥兓霈F(xiàn)的并網(wǎng)振蕩影響程度的分析方法，以及如何解決通過(guò)阻抗靈敏度來(lái)評(píng)估參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響問(wèn)題。
3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，包括基于dq坐標(biāo)系，構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型；根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)dq阻抗，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗靈敏度；根據(jù)阻抗靈敏度分析結(jié)果，得到對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響最
4、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述dq坐標(biāo)系包括主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系。
5、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系包括，主電路坐標(biāo)系為(dmf,qmf)，以基頻ω0為角速度旋轉(zhuǎn)，采用pcc母線電壓進(jìn)行定向；直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)坐標(biāo)系為(dcf,qcf)，以鎖相環(huán)角頻率ωpll為角速度旋轉(zhuǎn)，采用風(fēng)機(jī)出口處電壓進(jìn)行定向；變量x在主電路坐標(biāo)系與控制系統(tǒng)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換關(guān)系，表示為：
6、
7、其中，θpll表示主電路坐標(biāo)系與控制系統(tǒng)坐標(biāo)系之間的夾角。
8、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型包括風(fēng)電場(chǎng)阻抗模型及交流系統(tǒng)阻抗模型；風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)包括在pcc端口處將系統(tǒng)分開(kāi)，選取pcc母線電壓為輸入變量，選取風(fēng)電場(chǎng)33kv進(jìn)線電流為輸出變量，得到風(fēng)電場(chǎng)阻抗模型zwf及交流系統(tǒng)阻抗模型zac。
9、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)dq阻抗包括根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)頻域模型得到風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)dq阻抗，表示為：
10、
11、其中，s′表示復(fù)變量，awf表示狀態(tài)矩陣，bwf表示輸入矩陣，cwf表示輸出矩陣，dwf表示前饋矩陣，i表示單位矩陣，δuwf表示輸入變量的小擾動(dòng)量，ywf表示輸出變量的小擾動(dòng)量。
12、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述風(fēng)電場(chǎng)頻域模型包括，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型得到風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程及輸出方程，將得到的方程在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)處進(jìn)行線性化，得到風(fēng)電場(chǎng)頻域模型；
13、風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，表示為：
14、
15、其中，x表示狀態(tài)變量，u表示輸入變量，d表示微分，表示對(duì)時(shí)間的微分；
16、定義風(fēng)電場(chǎng)輸入變量，表示為：
17、
18、其中，表示風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，表示風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的d軸分量，表示風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的q軸分量，t表示矩陣的轉(zhuǎn)置；
19、定義風(fēng)電場(chǎng)輸出變量，表示為：
20、
21、其中，表示風(fēng)電場(chǎng)輸出電流，表示風(fēng)電場(chǎng)輸出電流的d軸分量，風(fēng)電場(chǎng)輸出電流的q軸分量；
22、根據(jù)定義建立風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程及輸出方程，表示為：
23、
24、其中，表示風(fēng)電場(chǎng)狀態(tài)變量的時(shí)間導(dǎo)數(shù)；
25、將風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程及輸出方程在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)處進(jìn)行線性化，得風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)頻域模型，表示為：
26、
27、其中，δxwf表示狀態(tài)變量的小擾動(dòng)量，δuwf表示輸入變量的小擾動(dòng)量，δywf表示輸出變量的小擾動(dòng)量。
28、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述阻抗靈敏度包括傳遞函數(shù)靈敏度、實(shí)部靈敏度以及虛部靈敏度；
29、傳遞函數(shù)靈敏度，表示為：
30、
31、其中，k表示進(jìn)行靈敏度分析的參數(shù)，s表示拉普拉斯算子；實(shí)部靈敏度，表示為：
32、hkre(k,s)＝re{hk(k,s)}
33、虛部靈敏度，表示為：
34、hkim(k,s)＝im{hk(k,s)}
35、阻抗靈敏度絕對(duì)值的大小決定了參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)阻抗影響的大小；靈敏度數(shù)值的正負(fù)決定系統(tǒng)阻抗實(shí)部、虛部隨參數(shù)變化的方向；由阻抗靈敏度定義知，zwf(s′)對(duì)參數(shù)α的靈敏度，表示為：
36、
37、其中，zall表示總阻抗，表示風(fēng)電場(chǎng)阻抗zwf(s′)實(shí)部對(duì)參數(shù)α的靈敏度，表示風(fēng)電場(chǎng)阻抗zwf(s′)虛部對(duì)參數(shù)α的靈敏度，j表示虛數(shù)。
38、本專利技術(shù)的另外一個(gè)目的是提供一種風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析系統(tǒng)，其能通過(guò)阻抗靈敏度分析出并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)阻抗影響最大的參數(shù)，為優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提供了技術(shù)支持。
39、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：包括構(gòu)建模塊，計(jì)算模塊，識(shí)別模塊；所述構(gòu)建模塊用于基于dq坐標(biāo)系，構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型；所述計(jì)算模塊用于根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)dq阻抗，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗靈敏度；所述識(shí)別模塊用于根據(jù)阻抗靈敏度分析結(jié)果，識(shí)別對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響最大參數(shù)。
40、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的步驟。
41、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的步驟。
42、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)提供的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法通過(guò)計(jì)算與分析阻抗靈敏度，可以量化各個(gè)參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)阻抗特性的影響程度，對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的關(guān)鍵參數(shù)可以針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；通過(guò)阻抗分析相比于傳統(tǒng)的特征值分析法，無(wú)需依賴風(fēng)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，只需通過(guò)量測(cè)獲得阻抗模型即可，簡(jiǎn)化了分析過(guò)程，提高了分析效率；同時(shí)，本專利技術(shù)的分析方法不僅適用于風(fēng)電機(jī)組，還可以應(yīng)用于光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)等其他新能源系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用前景；本本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述DQ坐標(biāo)系包括主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系包括，主電路坐標(biāo)系為(dmf,qmf)，以基頻ω0為角速度旋轉(zhuǎn)，采用PCC母線電壓進(jìn)行定向；
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型包括風(fēng)電場(chǎng)阻抗模型及交流系統(tǒng)阻抗模型；
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)DQ阻抗包括根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)頻域模型得到風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)DQ阻抗，表示為：
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述風(fēng)電場(chǎng)頻域模型包括，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型得到風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程及輸出方程，將得到的方程在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)處進(jìn)行線性化，得到風(fēng)電場(chǎng)頻域模型；
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)電機(jī)組
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括構(gòu)建模塊，計(jì)算模塊，識(shí)別模塊；
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述dq坐標(biāo)系包括主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述主電路坐標(biāo)系及控制系統(tǒng)坐標(biāo)系包括，主電路坐標(biāo)系為(dmf,qmf)，以基頻ω0為角速度旋轉(zhuǎn)，采用pcc母線電壓進(jìn)行定向；
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型包括風(fēng)電場(chǎng)阻抗模型及交流系統(tǒng)阻抗模型；
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)dq阻抗包括根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)頻域模型得到風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)dq阻抗，表示為：
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)電機(jī)組阻抗特性參數(shù)靈敏度分析方法，其特征在于：所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安甦，蒲清昕，劉明順，賀先強(qiáng)，馬覃峰，朱靈子，王寅，張青青，范翔，王國(guó)松，陳俊全，陳銳，張丹，曹杰，吳應(yīng)雙，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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