【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，属于新能源并网暂态稳定性领域。
技术介绍
1、随着风力发电占电力系统比例的不断提高，风力发电的随机性、间歇性和出力波动性，使风电场接入对电力系统原有的暂态稳定造成极大影响，传统同步机之间的暂态功角稳定性分析不足以体现含风机电力系统的同步稳定性问题，因此对含风机的电力系统功角稳定性研究是很有必要的。
2、根据同步机制的不同，风机一般可分为跟网型和构网型两种控制方式。跟网型风机利用锁相环实现与电网的同步，外部特性一般表现为电流源特性，目前相关技术对跟网型风电场接入电力系统的暂态功角稳定性的研究已较为成熟。但跟网型风机不具备构网能力，有惯性低阻尼小的缺点，随着风机并网比例的提高，有必要推动构网型风机在电网中的应用。
3、构网型风机一般采用虚拟同步发电机技术，其通过有功功率控制环和无功功率控制环模拟同步发电机的运行特性，使风电机组具有与常规同步机组类似的频率和电压调节特性，其主动响应电网扰动，有着不同的控制策略和外特性，与电网的交互机理差异较大，面临着暂态稳定性的难题，因此含构网型风机的电力系统暂态功角稳定性的研究是很有必要的。
4、由于构网型风机模拟同步机的转子运动方程，和传统跟网型机组相比，引入了虚拟功角δvsg和转子角速度ωvsg两个新的状态变量，存在着类似同步机的功角稳定问题，其暂态失稳机理与同步发电机也是类似的，因此在研究含构网型风机的电力系统暂态功角稳定性时，除了考虑同步机之间的功角稳定性，还有必要考虑构网型风机和同步机之
5、目前相关技术中，对构网型机组大扰动稳定性控制技术仍处于起步阶段，且仅关注构网型机组连接无穷大系统的暂态稳定性改善控制策略，缺乏适用于构网型新能源机组并网电力系统的暂态稳定性控制策略，仍需改进。
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，提出一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，以期能够通过动态改变故障期间的有功功率指令值，减小构网型风机和同步机之间的相对功角，从而能改善含构网型风机电力系统的暂态功角稳定性。
2、本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
3、本专利技术一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法的特点是，包括如下步骤：
4、步骤1、假设电力系统包含单个构网型风电场和同步机群；对单个构网型风电场进行单机等值，得到一台构网型风机；
5、假设所述同步机群呈两机群摇摆失稳模式，将受扰严重的若干同步机组称为领先群，其余同步机组称为余下群，并将领先群和余下群分别等值为一台领先群等值同步机组sg1和一台余下群等值同步机组sg2，并选取sg2的转子角作为系统参考功角；
6、步骤2、采集构网型风机的并网点电压、并网点电流以及系统参考功角；
7、步骤3、根据并网点电压、并网点电流，计算构网型风机的输出有功功率pe；
8、步骤4、利用式(1)构建构网型风机在虚拟同步控制下的有功功率控制环：
9、 (1)
10、式(1)中：d表示微分，t为时间；pref为构网型风机的有功功率指令值；ωvsg、ω0分别为构网型风机的输出转子角速度和角速度的额定值，j、d分别为构网型风机的转子惯量系数和阻尼系数；δvsg为构网型风机的功角；
11、步骤5、当发生故障导致构网型风机的并网点电压跌落超过允许最大波动值时，利用式(2)构建故障期间，构网型风机改进的有功功率控制环方程：
12、 (2)
13、式(2)中：preff、pf分别为故障期间，构网型风机的有功功率指令值和输出有功功率；ωvsg为故障期间，构网型风机的输出转子角速度；δvsgf为故障期间，构网型风机的功角；δg为故障期间的系统参考功角；δn、δf分别为故障期间和稳态期间，构网型风机与参考同步机之间的相对功角；
14、步骤6、根据构网型风机的有功功率指令值pref和故障期间输出有功功率pf的不平衡量，动态修正故障期间的构网型风机的有功功率指令值preff，以减小故障期间有功指令值和有功输出的偏差；
15、步骤7、利用式(6)计算构网型风机改进后的有功功率指令值：
16、 (6)
17、式(6)中：un0为构网型风机的并网点电压的初始值；为电压允许的最大波动；
18、步骤8、将代入式(1)所示的有功功率控制环中，得到构网型风机的功角δvsg，并用于对构网型风机进行控制，以达到暂态功角的稳定。
19、本专利技术所述的一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法的特点也在于，所述步骤6包括如下步骤：
20、步骤6.1、利用式(3)计算构网型风机的有功功率指令值pref和故障期间的输出有功功率pf：
21、 (3)
22、式(3)中：pn为稳态期间的构网型风机的输出有功功率；un、un1、un2分别为构网型风机、sg1、sg2在稳态期间的并网点电压幅值，uf、uf1、uf2分别为构网型风机、sg1、sg2在故障期间的并网点电压幅值；g33为构网型风机的自电导；g21、g31分别为构网型风机分别与sg1、sg2间的电导；b31为构网型风机与sg1间的电纳；
23、步骤6.2、利用式(4)计算故障期间的构网型风机的有功功率指令值preff：
24、 (4)
25、式(4)中：m为构网型风机的有功功率指令调节系数，并有：
26、 (5)。
27、本专利技术一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述控制方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
28、本专利技术一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述控制方法的步骤。
29、与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
30、1、本专利技术通过动态改变故障期间的有功功率指令值，减小了构网型风机和同步机之间的相对功角，从而改善了含构网型风机电力系统的暂态功角稳定性。
31、2、本专利技术不再局限于单机无穷大系统，针对含构网型风机的电力系统，提出了改进的虚拟同步控制下的有功功率控制环，适用范围更广。
32、3、本专利技术针对含新能源机组电力系统的暂态功角稳定性分析时，不再局限于同步机组之间的功角稳定性，还考虑了构网型风机和同步机组之间的功角稳定性，并针对其提出了改进的虚拟同步控制下的有功功率控制环，从而改善了含构网型风机电力系统的暂态功角稳定性。
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1.一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，其特征是，所述步骤6包括如下步骤：
3.一种电子设备，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或2所述控制方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
4.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1或2所述控制方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高含构网型风机电力系统暂态功角稳定性的控制方法，其特征是，所述步骤6包括如下步骤：
3.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩平平，熊瑶，陈鹏飞，金雨楠，谢毓广，李金中，徐斌，张红，马伟，李喆，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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