一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法及系统，属于风力发电系统技术领域，解决了现有技术中由于风机间存在能量交互助增了次/超同步频率振荡发散的问题。该方法应用于风电场多机系统，包括如下步骤：实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压，判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；若判断结果为发生，则调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。实现了对直驱风电场次/超同步频率振荡的正确且有效的抑制。

A method and system for suppressing the oscillation of direct driven wind farm based on phase-locked consistency

【技术实现步骤摘要】
一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法及系统
本专利技术涉及风力发电系统
，尤其涉及一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法及系统。
技术介绍
随着风电等新能源的大规模并网，电网的结构和运行特性发生了显著变化，尤其是风电引发的次/超同步频率振荡日益严重。2015年7月，我国新疆哈密地区大规模直驱风电场接入弱交流系统发生了次/超同步频率振荡，导致临近火电发电机组扭振保护动作停机，严重危害电网的安全运行和风电场的稳定控制。因此，如何分析风电场的次/超同步频率振荡机理，以及如何抑制次/超同步频率振荡的产生，已经成为实际工程中亟待解决的重要问题。目前，国内外针对直驱风电场次/超同步频率振荡已展开相关研究，但多数研究的控制参数并不全面，且仅适用于单机风机系统或多机聚合风机系统，风电场多机对次/超同步频率振荡的影响及多机间的振荡交互等问题仍缺乏相应的研究论证。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法及系统，用以解决现有技术中由于风机间存在能量交互助增了次/超同步频率振荡发散的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，公开了一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，应用于风电场多机系统，所述方法包括如下步骤：实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压，判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；若判断结果为发生，则调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。在上述方案的基础上，还做出了如下改进：进一步，所述方法还包括：若判断结果为发生，实时检测次/超同步振荡是否结束，若结束，则所述各直驱风机锁相环输入端的电压恢复为与所述锁相环相连的直驱风机的输出端电压。进一步，所述实时采集直驱风电场的电流和/或电压为：采集直驱风电场中风机并网点处的电流和/或电压；或者，直驱风电场中各直驱风机出口处的电流和/或电压。进一步，所述判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡，包括：若所述采集到的并网点处或任一直驱风机出口处的电流和/或电压的频率处于次/超同步振荡频率范围内，则判定直驱风电场发生次/超同步振荡。进一步，所述次同步振荡频率范围为2.5-50Hz；所述超同步振荡频率范围为50-97.5Hz。另一方面，公开了一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制系统，应用于风电场多机系统，所述系统包括：数据采集模块，用于实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压；振荡判断模块，用于接收所述数据采集模块采集到的数据，并判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；振荡抑制模块，用于当所述振荡判断模块的判断结果为发生时，调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。进一步，所述系统还包括：振荡恢复模块，用于当所述振荡判断模块的判断结果为发生时，控制所述数据采集模块和所述振荡判断模块实时检测次/超同步振荡是否结束，若结束，则所述各直驱风机锁相环输入端的电压恢复为与所述锁相环相连的直驱风机的输出端电压。进一步，所述实时采集直驱风电场的电流和/或电压为：采集直驱风电场中风机并网点处的电流和/或电压；或者，直驱风电场中各直驱风机出口处的电流和/或电压。进一步，在所述振荡判断模块中，所述判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡，包括：若所述采集到的并网点处或任一直驱风机出口处的电流和/或电压的频率处于次/超同步振荡频率范围内，则判定直驱风电场发生次/超同步振荡。进一步，所述次同步振荡频率范围为2.5-50Hz；所述超同步振荡频率范围为50-97.5Hz。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，针对直驱风电场接入弱电网发生次/超同步频率振荡时，网侧变流器在传统锁相方式下风场内不同阻尼特性的风机间存在较大的动态能量交互，助增了次/超同步频率振荡的问题，提出了基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，并通过实例验证了该方法的正确性。与传统锁相方式相比，采用锁相一致技术后，正阻尼特性风机和负阻尼特性风机间的交互能量得到抑制，对直驱风电场的次/超同步频率振荡有显著的抑制效果。本专利技术提供的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制系统与上述方法基于基于相同的原理，其相关之处可相互借鉴，且能达到相同的技术效果。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法流程图；图2为两机-无穷大系统参数模型；图3为网侧变流器控制框图；图4为锁相一致的两机-无穷大系统参数模型；图5为场景一锁相一致前后风场耗散能量对比；图6为场景一锁相一致前后风机1电压电流；图7为场景一传统锁相方式下两风机动态能量；图8为场景一锁相一致前后两风机交互动态能量；图9为场景二锁相一致前后风场耗散能量对比；图10为场景二锁相一致前后风机1电压电流；图11为场景二传统锁相方式下两风机动态能量；图12为场景二锁相一致前后两风机交互动态能量；图13为场景三锁相一致前后风场耗散能量对比；图14为场景三锁相一致前后风机1电压电流图15为场景三传统锁相方式下两风机动态能量图16为场景三锁相一致前后两风机交互动态能量；图17为基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本专利技术的一个具体实施例，公开了一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，应用于风电场多机系统，流程图如图1所示，包括以下步骤：步骤S1：实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压，判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；步骤S2：若判断结果为发生，则调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。与现有技术相比，本实施例提供的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，针对直驱风电场接入弱电网发生次/超同步频率振荡时，网侧变流器在传统锁相方式下风场内不同阻尼特性的风机间存在较大的动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，应用于风电场多机系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压，判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；/n若判断结果为发生，则调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；/n其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，应用于风电场多机系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
实时采集所述风电场多机系统的直驱风电场的电流和/或电压，判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡；
若判断结果为发生，则调整风电场多机系统中各直驱风机锁相环输入端的电压为并网点的电压；
其中，所述直驱风机锁相环连接在直驱风机出口处。


2.根据权利要求1所述的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判断结果为发生，实时检测次/超同步振荡是否结束，若结束，则所述各直驱风机锁相环输入端的电压恢复为与所述锁相环相连的直驱风机的输出端电压。


3.根据权利要求1或2所述的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，其特征在于，所述实时采集直驱风电场的电流和/或电压为：
直驱风电场中风机并网点处的电流和/或电压；
或者，
直驱风电场中各直驱风机出口处的电流和/或电压。


4.根据权利要求3所述的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，其特征在于，所述判断直驱风电场是否发生次/超同步振荡，包括：
若所述采集到的并网点处或任一直驱风机出口处的电流和/或电压的频率处于次/超同步振荡频率范围内，则判定直驱风电场发生次/超同步振荡。


5.根据权利要求4所述的基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制方法，其特征在于，所述次同步振荡频率范围为2.5-50Hz；所述超同步振荡频率范围为50-97.5Hz。


6.一种基于锁相一致的直驱风电场振荡抑制系统，应用于风电场多机系统，其特征在于，所述系统包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，吴升进，顾元沛，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11