【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含卸荷电阻的链形dfig低电压穿越领域，尤其是一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法。
技术介绍
1、由于具有运行风速范围宽、有功无功可独立控制等优点，双馈感应发电机(dfig)在风电场中被广泛使用。但dfig的定子与电网直接相连且变流器容量较小，导致dfig对系统故障比较敏感，电网电压大幅跌落时容易导致dfig的转子电流与直流电压过大，可能损坏设备，甚至导致风机脱网影响电网安全稳定。因此风电场接入电网系统技术规定要求风电场接入电网必须具备低电压穿越能力。
2、目前提升风电场低电压穿越能力的方法主要有改进控制策略和增加硬件设备。改进控制策略一般只适用于轻度故障，不适用于严重故障导致的机端电压深度跌落；增加硬件设备一般包括转子侧接入撬棒电阻和电容两端并联卸荷电阻。撬棒电阻可在dfig转子电流达到设定值后投入保护，但同时封锁转子侧变流器，导致dfig从电网吸收无功进行励磁，不利于电网电压的恢复；卸荷电阻在直流电容电压达到设定值后投入使用，通过消耗电容两端功率不平衡量维持直流侧电压，从而使得dfig满足lvrt能力。
3、现有风电场链形dfig卸荷电阻阻值多设定为统一定值，但对于连接与同一公共耦合点(pcc)的多台链形dfig，每台dfig与pcc距离各不相同，dfig节点与pcc线路阻抗也不相同，导致每台dfig的直流电容电压也各不相同。为保证每台dfig均满足低电压穿越能力，现有卸荷电阻阻值取值一般忽略线路阻抗差异导致的直流电容电压不同，取值过于保守，不利于发电效率
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种基于轨迹灵敏度解析的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，以期能抑制故障穿越下dfig直流电容过电压，从而提升dfig的低电压穿越能力。
2、本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：
3、本专利技术一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，所述风电场中的dfig按链形结构通过线路阻抗连接至公共耦合点pcc的特点在于，差异化整定方法包括如下步骤：
4、s1：基于dfig模型和节点电压方程建立公共耦合点pcc电压跌落后，dfig的直流电容电压udc关于dfig节点与pcc点之间线路阻抗zσ,pcc的解析表达，以量化zσ,pcc对udc的影响；
5、s2：建立dfig的直流电容电压udc对卸荷电阻rdc的轨迹灵敏度解析表达，为内点法优化提供梯度信息；
6、s3：以dfig直流电容电压udc的累加与卸荷电阻rdc成本的累加之和最低为目标函数，考虑卸荷电阻rdc上下限约束，从而构建风电场链形dfig卸荷电阻优化模型；
7、s4：采用内点法求解上述优化模型，得到风电场链形dfig卸荷电阻的最优值rdc,opt。
8、本专利技术所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法的特点也在于，所述步骤s1包括：
9、s1.1：基于电磁暂态方程、转子感应电势方程和转子侧变流器内环电流控制，利用式(1)计算第m台dfig的转子电压ur,m：
10、
11、式(1)中，sm为第m台dfig的转差，t为时间，kp,m和ki,m分别为第m台dfig的转子侧变流器电流内环的比例系数和积分时间常数，tsn,m为第m台dfig的转子感应电势直流分量衰减系数，l′r,m为第m台dfig的转子绕组暂态电感，rr,m为第m台dfig的转子电阻，ir_ref,m为第m台dfig的转子电流参考值，ks,m为第m台dfig的定子电感耦合系数，us0,m为pcc点电压跌落前第m台dfig的机端电压，kd,m为第m台dfig的机端电压跌落系数，并由式(2)得到，ir0,m为pcc电压跌落前第m台dfig的转子电流，x′r,m为第m台dfig的第一类中间变量x′r,m＝j(ωs,m-ωr,m)l′r,m，j为虚部单位，ωs,m和ωr,m分别为第m台dfig的定子转速和转子转速，ωr,m由式(3)得到，μm为第m台dfig的第二类中间变量，μm＝(rr,m+kp,m+x′r,m)/l′r,m，α1,m为第m台dfig的第三类中间变量，α2,m为第m台dfig的第四类中间变量，
12、
13、式(2)中，zm′,pcc为节点m′和pcc间的互阻抗，zpcc,pcc为pcc点自阻抗，zpcc为pcc点接地支路阻抗，zn,pcc为节点n和pcc间的互阻抗，zm′,n为节点m′和节点n间的互阻抗，in为节点n的注入电流；
14、
15、式(3)中，v为风速，k1,m、k2,m、k3,m、v1、v2均为第m台dfig的系数；
16、s1.2：忽略漏磁影响，利用式(4)得到pcc电压跌落后第m台dfig的直流电容电压udc,m：
17、
18、式(4)中，ns,m和nr,m分别为第m台dfig的定子绕组匝数与第m台dfig的转子绕组匝数，km为第m台dfig的定转子基波绕组匝数比，f为不含线路阻抗的项，并由式(5)得到：
19、
20、所述步骤s2包括：
21、s2.1：将dfig的卸荷电阻rdc作为参数a，利用式(6)描述dfig动态模型：
22、
23、式(6)中，f为微分方程，g为代数方程，x为状态变量，y为代数变量，表示状态变量对时间的导数；
24、s2.2：利用式(7)建立dfig的直流电容udc的微分方程
25、
26、式(7)中，cdc为dfig的直流电容，urd和urq分别为dfig转子电压的d轴分量和q轴分量，ugd和ugq分别为dfig网侧变流器电压的d轴分量和q轴分量，ird和irq分别为dfig转子电流的d轴分量和q轴分量，igd和igq分别为dfig网侧变流器电流的d轴分量和q轴分量；
27、s2.3：根据式(6)对参数a求导，从而利用式(8)得到dfig动态模型对参数a的偏导方程：
28、
29、式(8)中，表示x对时间的导数再对a的导数，fx、fy、fa分别为f对x、y、a的偏导，xa、ya分别为x和y对a的偏导，gx、gy、ga分别为g对x、y、a的偏导；
30、s2.4：利用式(9)得到x、y对a的稳态轨迹灵敏度初值xa0和ya0：
31、
32、s2.5：利用式(10)求得t+1时刻的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法，所述风电场中的DFIG按链形结构通过线路阻抗连接至公共耦合点PCC，其特征在于，差异化整定方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
6.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-5中任一所述风电场链形DFIG卸荷电阻差异化整定方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
7.一种计算机可读存储介质，计算机可
...【技术特征摘要】
1.一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，所述风电场中的dfig按链形结构通过线路阻抗连接至公共耦合点pcc，其特征在于，差异化整定方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于解析法轨迹灵敏度的风电场链形dfig卸荷电阻差异化整定方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李生虎，朱争高，陈东，李璐璐，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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