含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法及装置，该方法包括以下步骤：获取风电系统的线路电阻RL和电磁谐振频率fssr；根据电磁谐振频率fssr计算风电系统在某一不低于切入风速的风速Vn时其发电机转子等效电阻Rr,eq；判断线路电阻RL与发电机转子等效电阻Rr,eq之和是否小于零；如果是，则判定风电系统存在次同步谐振。从而通过定量计算的方式实现了对风电系统是否发生次同步谐振的精确检测，本发明可用于风电输送系统规划设计及运行分析。
【专利说明】含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及风电系统，尤其涉及一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法及装置。
【背景技术】
[0002]风电已成为中国能源战略的重要组成分。但由于我国相当一大部分风电集中在新疆、甘肃、内蒙古等西北地区，而我国能源负荷中心却集中在东南沿海地区，因此在进行电力输送时必须采取高电压、大容量的输电模式实现“西电东送”。考虑到新建输电线路所带来的工程造价、输电走廊占用等问题，提高现有交流线路的输送能力具有非常重要的意义。在输电线路中加入串补电容器可以减小线路电抗，提高系统静态稳定极限和输送能力。
[0003]随着输电系统的发展，串补电容得到越来越多的应用，也取得了较好的经济效益。但是这种远距离、高串补度的输电方式可能会诱发风电系统的次同步谐振问题，从而影响大规模风电基地及外送系统的安全稳定运行。目前，仅是从学术上定性认识到风电系统通过串补输送时存在发生次同步谐振的风险，但却没有一套行之有效的定量评估方案，因而不能精确检测当前风电系统是否发生了次同步谐振。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法及装置，以通过定量计算的方式实现对风电系统是否发生次同步谐振的精确检测。
[0005]为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，包括以下步骤:
[0006]获取风电系统的线路电阻&和电磁谐振频率fSSr ;
[0007]根据所述电磁谐振频率€_计算所述风电系统在某一不低于切入风速的风速1时其发电机转子等效电阻艮爿；
[0008]判断所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ryq之和是否小于零；
[0009]如果是，则判定所述风电系统存在次同步谐振。
[0010]另一方面，本发明还提供了一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，包括:
[0011 ] 谐振频率获取模块，用于获取风电系统的线路电阻&和电磁谐振频率;
[0012]等效电阻获取模块，用于根据所述电磁谐振频率计算所述风电系统在某一不低于切入风速的风速\时其发电机转子等效电阻Ryq ；
[0013]谐振状态判断模块，用于判断所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Rr，eq之和是否小于零，如果是，则判定所述风电系统存在次同步谐振。
[0014]本发明通过获取风电系统的线路电阻&和电磁谐振频率fSOT ;根据电磁谐振频率fssr计算风电系统在某一不低于切入风速的风速\时其发电机转子等效电阻Ryq;判断线路电阻&与发电机转子等效电阻Rytl之和是否小于零；如果是，则判定风电系统存在次同步谐振。从而通过定量计算的方式实现了对风电系统是否发生次同步谐振的精确检测，本发明可用于风电输送系统规划设计及运行分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0016]图1为本发明实施例的串联补偿输电系统的原理结构图。
[0017]图2为本发明实施例的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法的流程图；
[0018]图3为本发明实施例的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置的原理结构图。
[0019]图4为本发明实施例的一个电网等效电路图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0021]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0022]在描述本发明实施例之前，首先对含串补线路风电系统(以下简称风电系统)产生次同步谐振的机理进行分析，具体如下:
[0023]如图1所示，在没有串联补偿电容时，进行长距离电力输送时，线路中的电感值远远大于线路的电阻值，因此线路输送功率可以表示为:
[0024]
【权利要求】
1.一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取风电系统的线路电阻&和电磁谐振频率fSOT; 根据所述电磁谐振频率f _计算所述风电系统在某一不低于切入风速的风速Vn时其发电机转子等效电阻RrM; 判断所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ryq之和是否小于零； 如果是，则判定所述风电系统存在次同步谐振。
2.根据权利要求1所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，其特征在于， 当所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ru,之和大于零时，则判定所述风电系统不存在次同步谐振。
3.根据权利要求1所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，其特征在于，所述根据电磁谐振频率fm计算所述风电 系统在某一不低于切入风速的风速\时其发电机转子等效电阻具体为: 设所述风电系统在所述风速Vn时其对应的发电机转速频率为fm ； 则在所述电磁谐振频率下，所述风电系统的次同步谐振转差率为
4.根据权利要求1所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，其特征在于， 当所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ru,之和等于零，所述风电系统处于产生次同步谐振的临界状态，则此时所述风速Vn即为所述风电系统的产生次同步谐振的最高风速。
5.根据权利要求1所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的方法，其特征在于，所述计算风电系统的电磁谐振频率，具体为: 根据公式/ =./?_计算所述风电系统的电磁谐振频率，其中，所述风电系统的电磁谐振频率，f0为所述风电系统的同步频率，Xe为所述风电系统的线路容抗，Xl为所述风电系统的线路感抗。
6.一种含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，其特征在于，包括: 谐振频率获取模块，用于获取风电系统的线路电阻&和电磁谐振频率； 等效电阻获取模块，用于根据所述电磁谐振频率计算所述风电系统在某一不低于切入风速的风速\时其发电机转子等效电阻Ryq ； 谐振状态判断模块，用于判断所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ru,之和是否小于零，如果是，则判定所述风电系统存在次同步谐振。
7.根据权利要求6所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，当所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ru,之和大于零时，则判定所述风电系统不存在次同步谐振。
8.根据权利要求6所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，其特征在于，所述等效电阻获取模块根据电磁谐振频率fssr计算所述风电系统在某一不低于切入风速的风速Vn时其发电机转子等效电阻Rrssr,具体为: 设所述风电系统在所述风速Vn时其对应的发电机转速频率为fm ； 则在所述电磁谐振频率下f下，所述风电系统的次同步谐振转差率为
9.根据权利要求6所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，其特征在于， 当所述线路电阻&与所述发电机转子等效电阻Ru,之和等于零，所述风电系统处于产生次同步谐振的临界状态，则此时所述风速Vn即为所述风电系统的产生次同步谐振的最高风速。
10.根据权利要求9所述的含串补线路风电系统中检测次同步谐振的装置，其特征在于，所述谐振频率获取模块计算风电系统的电磁谐振频率，具体为: 根据公式
【文档编号】G01R27/02GK103529298SQ201310461138
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】刘辉, 刘京波, 吴林林, 白恺, 王皓靖, 李 雨, 李蕴红 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司