一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法

本发明属于风电并网系统同步稳定性控制，具体涉及一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法。

背景技术：

1、风电规模化并网使新能源电力系统较传统电力系统的运行形态更为多样化和复杂化，其稳定机理也发生了变化。在以同步发电机为主导的传统电力系统中，功角失步与电压崩溃通常耦合出现，中间界限较难界定。随着电力电子化进程的加快，风电并网及其动态使得系统的功角及电压稳定形态以及机理发生本质变化。具体而言，一方面风电的注入使系统功角以及电压的稳定裕度发生改变，另一方面，电力电子换流器的控制方式多样，在短路与短路清除时刻或是功角与电压振荡过程中均会涉及控制策略的切换，这将对系统功角电压的稳定产生复杂而深刻的影响。因此，为保障电力系统功角与电压安全及稳定，需考虑对风电暂态出力设计针对性控制策略，在保证其自身设备安全运行的基础上，参与系统稳定性调控。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，本发明通过对风机端电压以及风场邻近同步机角速度的反馈，实时调整风机有功和无功出力，从而提高了新能源送出系统的暂态稳定性，解决了风场邻近同步电机的暂态功角失稳问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，包括以下步骤：

4、①故障清除后控制启动，获取风机端电压及风场邻近同步机的角速度；

5、②根据步骤①获取的信号，确定风机无功电流附加控制指令和风机有功电流附加控制指令；

6、③基于无功输出优先的原则，将步骤②生成的风机有功电流附加控制指令与风机正常运行时的控制指令进行叠加，对风机有功和无功出力进行调整，当控制时间大于风机有功恢复时限要求时，控制退出。

7、所述的步骤②中，所述的步骤②中，将风机无功电流附加控制指令确定为：

8、iq＝k1(u0-u)

9、式中，iq为风机无功电流附加控制指令；u和u0分别为风机端电压测量值和期望值；k1为调节参数，取k1＞0；

10、将风机有功电流附加控制指令确定为

11、ip＝-k2(ω-ωs)

12、式中，ω和ωs分别为同步机的角速度和同步转速；k2为调节参数，取k2＞0。所述的步骤③中，将风机无功电流控制指令确定为

13、iq*＝0-iq＝-k1(u0-u)

14、式中，iq*为风机无功电流控制指令；

15、将风机有功电流控制指令确定为

16、

17、式中，ip*为风机有功电流控制指令；i为风机正常运行时总电流幅值。

18、和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

19、本发明公开发明了一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，在故障清除后阶段中根据反馈驱动，实施紧急控制。与传统按策略表整定或切机切负荷等同步机暂态功角控制策略相比，本发明不仅能更有效地抑制风场邻近同步电机的功角失稳，对不同故障及运行场景的适应性更强且代价更小，而且通过充分利用风机的无功出力潜能，提升了新能源送端系统的电压安全性，对于保障电力系统安全稳定运行方面具有重要的意义。

技术特征：

1.一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，其特征在于：所述的步骤②中，将风机无功电流附加控制指令确定为：

3.如权利要求1所述的风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，其特征在于：所述的步骤③中，将风机无功电流控制指令确定为

4.如权利要求1所述的风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，其特征在于：所述风机有功恢复时限要求为2s。

技术总结
本发明公开了一种风电并网送端系统电压功角稳定性协同控制方法，首先在故障清除后启动控制，实时获取风机端口电压及风场邻近同步机的角速度；然后，根据获取的信号确定风机有功电流和无功电流的附加控制指令；最后，将生成的风机有功、无功电流附加控制指令与正常运行时的控制指令进行叠加，对风机有功和无功出力进行调整。本发明能在有效地抑制风场邻近同步机的功角失稳的同时，提升风场送端系统的电压安全性，在保障电力系统安全稳定运行方面具有重要的意义。

技术研发人员：杨松浩,李秉芳,郝治国,胡艺雯
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29