基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统，该基于电压激励的风电机组振荡测试方法包括：控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组；采集风电机组扰动频率范围内的发电机转速向量；根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标；根据各扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果和对应的上一扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果确定风电机组目标振荡模态频率。本发明专利技术可以快速有效识别风电机组的振荡模态，大幅提升测试效率，降低测试成本。降低测试成本。降低测试成本。

【技术实现步骤摘要】
基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及风电机组振荡测试
，具体地，涉及一种基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着风电渗透率的不断提高，风电机组的动态过程及其与电网的交互作用已引起了广泛的关注。双馈风电机组与常规同步发电机相比，差异之一在于其原动机轴与发电机轴间存在一个用于变速传动的齿轮箱，因此其轴系的柔性远大于同步发电机，因此在动态运行过程中更有可能引发轴系振荡等低频振荡(低频振荡的频率范围为0.1Hz－10Hz)问题。这类低频振荡问题不但影响机组设备的运行安全和寿命，在新能源高占比电力系统环境下具备相似振荡频率的机型所展现的低频振荡同调性更会威胁电网的安全运行。因此，准确计算或测量并网双馈风电机组低频振荡模态，在其基础上从系统层面对汇集区风电低频振荡风险进行管控具有重要意义。
[0003]目前双馈风机低频振荡模态分析方法包括理论计算、模型仿真和现场测试三种，主要存在以下几方面问题：第一，采用理论计算的方法计算双馈风机轴系振荡模态，目前仅适用于基于设计参数的经典双馈风机两质量块轴系模型，而并未考虑实际设备在运行过程中安装条件与老化磨损带来的设备状态变化。第二，采用Bladed等仿真软件对双馈风机振荡模态进行计算，由于数字仿真与工程实际存在一定差异，因此此种方法测量获得的振荡模态对工程实际的指导意义有限。第三、现场测试方法通过在风机各部件上布置振动测量单元，通过敲击或风工况激励开展测试，测试过程不确定因素多，测量结果难以提取有效信息，不利于后续的振荡模态分析与抑制措施验证。因此，目前还缺乏一种贴近工程实际、切实可行的、能够反映双馈风电机组并网相关低频振荡模态的测试方法和系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的主要目的在于提供一种基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统，以快速有效识别风电机组的振荡模态，大幅提升测试效率，降低测试成本。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种基于电压激励的风电机组振荡测试方法，包括：
[0006]控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组；
[0007]采集风电机组扰动频率范围内的发电机转速向量；
[0008]根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标；
[0009]根据各扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果和对应的上一扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果确定风电机组目标振荡模态频率。
[0010]在其中一种实施例中，还包括：
[0011]确定各风电机组目标振荡模态频率下的转速偏差指标的最大值对应的风电机组目标振荡模态频率为轴系振荡模态频率。
[0012]在其中一种实施例中，根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标包括：
[0013]采集风电机组的电压信号和电流信号，根据电压信号和电流信号确定阻抗幅值和阻抗相角值；
[0014]根据阻抗幅值和阻抗相角值确定风电机组端正序阻抗平滑度；
[0015]当风电机组端正序阻抗平滑度满足预设平滑条件时，根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标。
[0016]本专利技术实施例还提供一种基于电压激励的风电机组振荡测试装置，包括：
[0017]功率变流器控制模块，用于控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组；
[0018]发电机转速向量模块，用于采集风电机组扰动频率范围内的发电机转速向量；
[0019]转速偏差指标模块，用于根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标；
[0020]目标振荡模态频率模块，用于根据各扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果和对应的上一扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果确定风电机组目标振荡模态频率。
[0021]在其中一种实施例中，还包括：
[0022]轴系振荡模态频率模块，用于确定各风电机组目标振荡模态频率下的转速偏差指标的最大值对应的风电机组目标振荡模态频率为轴系振荡模态频率。
[0023]在其中一种实施例中，转速偏差指标模块包括：
[0024]阻抗值确定单元，用于采集风电机组的电压信号和电流信号，根据电压信号和电流信号确定阻抗幅值和阻抗相角值；
[0025]正序阻抗平滑度单元，用于根据阻抗幅值和阻抗相角值确定风电机组端正序阻抗平滑度；
[0026]转速偏差指标单元，用于当风电机组端正序阻抗平滑度满足预设平滑条件时，根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标。
[0027]本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的基于电压激励的风电机组振荡测试方法的步骤。
[0028]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的基于电压激励的风电机组振荡测试方法的步骤。
[0029]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现所述的基于电压激励的风电机组振荡测试方法的步骤。
[0030]本专利技术实施例还提供一种基于电压激励的风电机组振荡测试系统，包括：
[0031]电网；
[0032]风电机组；
[0033]分别连接电网和风电机组的并网测试装置，用于产生电压激励信号至所述风电机组；以及
[0034]如上所述的基于电压激励的风电机组振荡测试装置，与并网测试装置连接。
[0035]本专利技术实施例的基于电压激励的风电机组振荡测试方法、装置及系统先控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组，再根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标以确定风电机组目标振荡模态频率，可以快速有效识别风电机组的振荡模态，大幅提升测试效率，降低测试成本。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本专利技术实施例中基于电压激励的风电机组振荡测试方法的流程图；
[0038]图2是本专利技术实施例中S103的流程图；
[0039]图3是本专利技术实施例中基于电压激励的风电机组振荡测试装置的结构框图；
[0040]图4为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图；
[0041]图5是本专利技术实施例中基于电压激励的风电机组振荡测试系统的示意图；
[0042]图6是本专利技术实施例中待测风电机组机端的正序阻抗幅值示意图；
[0043]图7是本专利技术实施例中待测风电机组机端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电压激励的风电机组振荡测试方法，其特征在于，包括：控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组；采集所述风电机组扰动频率范围内的发电机转速向量；根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标；根据各扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果和对应的上一扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果确定风电机组目标振荡模态频率。2.根据权利要求1所述的基于电压激励的风电机组振荡测试方法，其特征在于，还包括：确定各风电机组目标振荡模态频率下的转速偏差指标的最大值对应的风电机组目标振荡模态频率为轴系振荡模态频率。3.根据权利要求1所述的基于电压激励的风电机组振荡测试方法，其特征在于，根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标包括：采集所述风电机组的电压信号和电流信号，根据所述电压信号和所述电流信号确定阻抗幅值和阻抗相角值；根据所述阻抗幅值和所述阻抗相角值确定风电机组端正序阻抗平滑度；当所述风电机组端正序阻抗平滑度满足预设平滑条件时，根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标。4.一种基于电压激励的风电机组振荡测试装置，其特征在于，包括：功率变流器控制模块，用于控制并网测试装置中的功率变流器产生电压激励信号至风电机组；发电机转速向量模块，用于采集所述风电机组扰动频率范围内的发电机转速向量；转速偏差指标模块，用于根据各扰动频率下的发电机转速向量确定各扰动频率下的转速偏差指标；目标振荡模态频率模块，用于根据各扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果和对应的上一扰动频率下的转速偏差指标与预设阈值的比较结果确定风电机组目标振荡模态频率。5.根据权利要求4所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀函，梁恺，王玙，张扬帆，巩宇，杨伟新，张瑞芳，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：