【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及谐波功率，尤其涉及基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法。
技术介绍
1、随着大规模风电集中并网及交直流输电网络的发展，大量电力电子设备接入电网，使风电并网系统谐波问题日益突出。风电集中并网系统中风电场之间电气距离较近，谐波耦合交互作用较强，对谐波责任量化提出了新的挑战。实际风电并网系统中，公共联接点以及支路的谐波往往是由多个风电场和系统背景谐波共同作用的结果。对于风电场集中并网系统，谐波责任的准确定量评估以及谐波责任奖惩方案制定是风电并网系统安全运行的重要保障。
2、关于谐波责任划分，国内外对公共连接点处用户侧和系统侧的谐波影响程度进行了大量研究。而实际风电并网系统中，同一条汇集母线接入多个风电场，在谐波交互作用下关注支路和关注节点的谐波是多个风电场及背景谐波共同作用的结果。等效单谐波源责任划分方法无法准确判断各风电场的谐波责任，因此有必要对多个谐波源交互作用下的谐波责任评估方法进行研究。
3、目前虽有部分研究在综合考虑谐波电压和谐波电流基础上提出了谐波功率的评价指标，但主要针对单个谐波源与系统之间谐波责任的计算，难以适应多谐波源交互作用下谐波责任的分析。部分研究综合考虑了谐波电压和谐波电流的影响，对个谐波源单独作用下的谐波功率贡献进行了分析，但忽略了谐波源之间的交互作用。在实际风电集中并网系统中，风电场间的电气距离较近、谐波交互耦合作用较强，无法将其视为独立的谐波源。
技术实现思路
1、本专利技术公开基于支路谐波功率的风电场群谐波责
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，具体包括以下步骤：
4、骤一：多风电场交互作用下谐波责任建模分析；
5、步骤二：基于支路谐波功率的谐波责任定量评估；
6、步骤三：仿真分析；
7、所述步骤一包括支路谐波电流解耦及贡献量分析和节点谐波电压贡献量分析，所述步骤二包括支路谐波功率责任量化分析和关注节点谐波功率责任量化分析；
8、所述支路谐波电流解耦及贡献量分析中建立多个风电场集中并网系统的谐波责任评估模型，系统中包含了n个风电场，其中is1(h)、is2(h)、…isn(h)为各风电场效谐波电流，zs1(h)、zs2(h)、…zsn(h)为各风电场的谐波阻抗，ig(h)、zg(h)分别为电网的等效谐波阻抗和等效谐波电流，为实现风电场谐波电流的解耦，将n个风电场谐波交互模型化简为以其中某一风电场为中心至其余风电场和电网的多支路辐射网络模型，形成谐波转移阻抗等效模型；
9、谐波转移阻抗等效模型图中为风电场n至其它n-1个风电场支路的转移谐波阻抗，为风电场n至系统支路的转移谐波阻抗，简化解耦原则是简化前后流入各支路的谐波电流保持不变，当风电场n注入单位谐波电流时，根据等效前后谐波电流保持不变可得：
10、
11、由式(1)可得到风电场n至各风电场节点转移谐波阻抗，转移谐波阻抗大小同时可以反应出不同频率谐波下的风电场间及风电场以电网之间的交互耦合程度；
12、
13、式中,为节点并网点谐波自阻抗，分别风电场至各支路的联络阻抗，为各风电场谐波阻抗，为电网等效谐波阻抗，支路谐波电流与各风电场在该支路谐波电流分量关系可表示为：
14、
15、其中，为风电场k在支路中谐波电流大小，为系统所提供的谐波电流；
16、风电场自身谐波电流、节点谐波电压以及转移谐波阻抗关系可表示为：
17、
18、结合公式(3)、(4)可获得系统中任意一条支路的谐波电流；风电场对支路谐波电流贡献量与其自身谐波电流关系，分别如公式(5)、(6)所示：
19、
20、背景谐波对支路谐波电流贡献量与背景谐波电流关系可表示为：
21、
22、为定量反映各风电场谐波电流在支路中谐波电流贡献大小，结合式(7)给出风电场谐波电流贡献因子定义；
23、
24、其中，λij,k表示风电场k在支路谐波电流贡献因子，为风电场谐波电流，为风电场在支路谐波电流分量，可得到风电场k谐波电流对支路lij的谐波贡献份额，可由式(2)获得，当风电场位置确定时联络阻抗已知；
25、由以上分析可得出风电场谐波电流与支路谐波电流关系可表示为：
26、
27、对角线元素λii表示风电场在所在支路的谐波电流贡献，非对角线元素为λij为除风电场自身外其余谐波源的贡献因子。
28、在一个优选的方案中，所述节点谐波电压贡献量分析中，对于h次谐波，则pcc点谐波电压为各风电场在pcc点谐波电压与系统侧背景谐波电压的向量和；
29、
30、式中：表示风电场k在并网点谐波电压，为背景谐波电压。为反映风电场k对关注节点实际谐波电压贡献，结合支路谐波电流解耦及贡献量分析中推导计算获得风电场k自身谐波电流则风电场k在并网点实际谐波电压可表示为：
31、
32、以风电场并网点谐波电压相位角作为参考值，各风电场谐波电压矢量在上的投影，将其定义为谐波电压的标量贡献，风电场k在pcc处谐波电压贡献系数μk可表示为：
33、
34、结合三角形余弦定理，将式(12)等效为：
35、
36、式中，为风电场k以外的风电场及系统在并网点产生的谐波电压。
37、在一个优选的方案中，所述支路谐波功率责任量化分析中，当风电场并网系统网络结构和参数确定时，节点电压和支路电流大小取决于风电场发射谐波大小，根据支路谐波电流解耦及贡献量分析中风电场谐波电流与支路谐波电流的推导计算，可得知各风电场在支路上的谐波电流的贡献量与支路谐波电流的关系如式(14)所示；
38、
39、对于系统中任意支路lij，为支路首端节点i谐波电压，则该流过该支路总的谐波功率为：
40、
41、其中，为支路谐波功率，是支路谐波电流的共轭，系统中任意风电场k在支路引起的谐波功率分量为：
42、
43、其中，为风电场k在支路lij谐波功率分量，分别为风电场k在支路节点i谐波电压贡献量和对该支路谐波电流的贡献量。
44、在一个优选的方案中，由式(15)、(16)可得知风电场k在支路中的谐波功率贡献：
45、
46、为反映各风电场及背景谐波与支路谐波功率之间的定量关系，各风电场对支路谐波功率责任的贡献系数ω可由式(18)计算得出；
47、
48、由式(18)可以看出，风电场k向支路注入的谐波功率按谐波电压分量、谐波电流分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述节点谐波电压贡献量分析中，对于h次谐波，则PCC点谐波电压为各风电场在PCC点谐波电压与系统侧背景谐波电压的向量和；
3.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述支路谐波功率责任量化分析中，当风电场并网系统网络结构和参数确定时，节点电压和支路电流大小取决于风电场发射谐波大小，根据支路谐波电流解耦及贡献量分析中风电场谐波电流与支路谐波电流的推导计算，可得知各风电场在支路上的谐波电流的贡献量与支路谐波电流的关系如式(14)所示；
4.根据权利要求3所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，由式(15)、(16)可得知风电场k在支路中的谐波功率贡献：
5.根据权利要求4所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述关注节点谐波功率责任量化分析中，等效系统支路的谐波功率来自多个风电
6.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述仿真分析包括有谐波功率责任有效性验证分析和关注支路及节点谐波功率责任仿真，所述仿真分析采用IEEE14节点标准测试系统进行仿真，系统中包含2台发电机、3台同步调相机、14条母线、15条输电线路以及3台变压器构成，其中输电线路采用分布式等值模型，结合酒泉新能源基地中大规模风电集中并网系统网络结构，由于实际风电场电气距离较近，因此在仿真分析时考虑以母线11为公共连接点，同时接入风电场A、B，风电场C接于母线6上，符合风电场并网系统的实际情况，同时为仿真系统侧背景谐波的影响，在母线13处接入谐波源HS作为背景谐波源，将支路L4-5、L6-11、L6-13、L9-10作为关注支路，同时将节点6、11作为关注节点，分别计算风电场在各支路及各节点的谐波功率贡献。
7.根据权利要求6所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述谐波功率责任有效性验证分析中，以风电场A、B、C谐波以及背景谐波为对象，选取稳健回归法、复线性最小二法与本方法进行仿真比较。
8.根据权利要求7所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述关注支路及节点谐波功率责任仿真中为了验证转移谐波阻抗对谐波责任划分，将母线6和11作为关注节点，评估风电场A、B、C以及背景谐波在关注节点的谐波责任，各风电场运行特性相近，由于谐波交互影响作用，各风电场间谐波功率具有相关性。
...【技术特征摘要】
1.基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述节点谐波电压贡献量分析中，对于h次谐波，则pcc点谐波电压为各风电场在pcc点谐波电压与系统侧背景谐波电压的向量和；
3.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述支路谐波功率责任量化分析中，当风电场并网系统网络结构和参数确定时，节点电压和支路电流大小取决于风电场发射谐波大小，根据支路谐波电流解耦及贡献量分析中风电场谐波电流与支路谐波电流的推导计算，可得知各风电场在支路上的谐波电流的贡献量与支路谐波电流的关系如式(14)所示；
4.根据权利要求3所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，由式(15)、(16)可得知风电场k在支路中的谐波功率贡献：
5.根据权利要求4所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述关注节点谐波功率责任量化分析中，等效系统支路的谐波功率来自多个风电场共同作用，则系统支路首端节点pcc处的谐波功率可表示为：
6.根据权利要求1所述的基于支路谐波功率的风电场群谐波责任定量分析方法，其特征在于，所述仿真分析包括有谐波功率责任有...
【专利技术属性】
技术研发人员：石进辉，高敬更，夏岩，杨毅强，党熙沁，廖俊康，彭超宇，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。