专利名称：风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法
风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法技术领域
本发明一种风电系统，具体涉及风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法。
背景技术：
风电以其无污染、可再生及其蓄量丰富的优势，在我国发展迅猛。随着风电研究的深入和技术的进步，风机组的容量不断增大，越来越多的大中型风电场相继建成并投入电网运行。由于规模的不断扩大，风电场对电网的影响已从简单的局部电压波动、谐波污染等电能质量问题发展到电网安全稳定、调频调峰、经济调度等方面，例如文献《风电场发电容量可信度研究》(《中国电机工程学报》2005年10期)、《国外风力发电导则与动态模型简介》 (《电网技术》2005 年 12 期)、《High penetration of wind power inpower systems: an ISO perspective IEEE))和《大容量风电场对电力系统小干扰稳定和阻尼特性的影响》(《电网技术》2007年13期)都有所阐述。因此，研究风电场接入后对电力系统安全稳定的影响有重要的理论意义和实用价值。
我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都远离负荷中心，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路过功率传输、系统短路容量增加和系统动态稳定性改变等一系列问题。文献《含风电场的电力系统潮流计算的联合迭代方法及应用》(《电网技术》2005年18期)和《一种静态安全约束下确定电力系统风电准入功率极限的优化方法》(《中国电机工程学报》2001年6期)从基础潮流分析、静态安全分析等方面研究了风机组接入电网后系统的静态特性；在动态稳定性方面，研究工作主要集中在风机组建模和模型的验证工作，例如文献《风力发电机组动态模型研究》(《中国电机工程学报》2005年3期)和《大型变速恒频风力发电机组建模与仿真》(《中国电机工程学报》2004 年6期)。关于风机组与电力系统的交互影响，尤其是大容量风电场接入实际大电网对电力系统安全稳定运行的影响目前尚缺乏系统的研究。
电力系统中发生的低频振荡来源于发电机或发电机群转子之间的相对摇摆，它是当系统中出现局部的有功剩余或缺乏，相关的发电机或发电机群因此而加减速以求达到有功平衡时，由于阻尼缺乏而引起系统中发生的有功功率的持续振荡。振荡的频率范围一般在0. 2^2. 5Hz之间，故称为低频振荡或机电振荡。近年来低频振荡在我国时有发生，严重影响了电网间的功率输送和安全稳定运行。大力发展新能源尤其是风能是中国电力发展的方向，随着大规模风电的加入，电力系统运行不断趋于复杂，因此对于风电接入对电力系统小扰动方面影响的研究刻不容缓。发明内容
发明目的本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种能够得到风机的接入对电力系统影响结果，且同时获得更多的内部机理信息，为风机接入地点的选择和 控制器的选取提供定量的计算和分析结果的一种风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法。
技术方案本发明所述的风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法，包括以下步骤
(I)通过数据采集和监控系统(SCADA系统)、能量管理系统(EMS)获得电力系统稳态数据发电机机端电压、机端有功、母线有功和母线无功；
(2)向系统线性化矩阵中代入电力系统稳态数据发电机机端电压、机端有功、母线有功和母线无功；
(3)向系统线性化矩阵中代入调度部门提供的电力系统静态数据电力网络拓扑数据、线路阻抗导纳数据、变压器阻抗变比数据；
(4)向系统线性化矩阵中代入发电机组生产厂商提供的发电机组固有数据发电机内部电抗数据、励磁系统数据；
(5)向系统线性化矩阵中代入风机组生产厂商提供的风机组固有数据风机内部电抗数据、转差率数据、风机功角数据；
(6)通过步骤(2)-(4)，得到不含风机组的系统线性化矩阵
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以及
权利要求
1.风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法，其特征在于包括如下步骤 (1)通过数据采集和监控系统(SCADA系统)、能量管理系统(EMS)获得电力系统稳态数据发电机机端电压、机端有功、母线有功和母线无功； (2)向系统线性化矩阵中代入所述电力系统稳态数据； (3)向系统线性化矩阵中代入调度部门提供的电力系统静态数据电力网络拓扑数据、线路阻抗导纳数据、变压器阻抗变比数据； (4)向系统线性化矩阵中代入发电机组生产厂商提供的发电机组固有数据发电机内部电抗数据、励磁系统数据； (5)向系统线性化矩阵中代入风机组生产厂商提供的风机组固有数据风机内部电抗数据、转差率数据、风机功角数据； (6)通过步骤(2广(4)，得到不含风机组的系统线性化矩阵
2.根据权利要求1所述的大规模风电场并网对电力系统小干扰稳定性影响的阻尼转矩分析方法，其特征在于还包括通过下面的证明过程反向证明式(10)的合理性 将Awittout及Awith在保留特征根λ i的前提下进行降阶处理，得到阻尼转矩矩阵B ( λ J及CUi),因此得到:
全文摘要
本发明公开了风电并网对电力系统小干扰稳定影响的阻尼转矩分析方法通过对不含风机组的系统线性化矩阵和含指定风机组的系统线性化矩阵进行降价处理，得到风机加入前后发电机提供的阻尼转矩矩阵，计算各台发电机相应于指定振荡模态的参与因子，得到风电机接入对指定振荡模态的影响；本发明能够清晰详细地给出指定风机是如何通过各同步发电机影响指定的电力系统机电振荡模态，从而为接入风机的电力系统小干扰振荡稳定性分析、风机安装地点的选择和控制设计提供物理意义指导。
文档编号H02J3/38GK103050992SQ20121052759
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者杜文娟, 李海峰, 陈中 申请人:杜文娟