含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法及裝置，該方法包括以下步驟：獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻RL和電磁諧振頻率fssr；根據(jù)電磁諧振頻率fssr計(jì)算風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速Vn時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Rr,eq；判斷線路電阻RL與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Rr,eq之和是否小于零；如果是，則判定風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。從而通過(guò)定量計(jì)算的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)是否發(fā)生次同步諧振的精確檢測(cè)，本發(fā)明可用于風(fēng)電輸送系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行分析。
【專利說(shuō)明】含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電系統(tǒng)，尤其涉及一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電已成為中國(guó)能源戰(zhàn)略的重要組成分。但由于我國(guó)相當(dāng)一大部分風(fēng)電集中在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等西北地區(qū)，而我國(guó)能源負(fù)荷中心卻集中在東南沿海地區(qū)，因此在進(jìn)行電力輸送時(shí)必須采取高電壓、大容量的輸電模式實(shí)現(xiàn)“西電東送”?？紤]到新建輸電線路所帶來(lái)的工程造價(jià)、輸電走廊占用等問(wèn)題，提高現(xiàn)有交流線路的輸送能力具有非常重要的意義。在輸電線路中加入串補(bǔ)電容器可以減小線路電抗，提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定極限和輸送能力。
[0003]隨著輸電系統(tǒng)的發(fā)展，串補(bǔ)電容得到越來(lái)越多的應(yīng)用，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是這種遠(yuǎn)距離、高串補(bǔ)度的輸電方式可能會(huì)誘發(fā)風(fēng)電系統(tǒng)的次同步諧振問(wèn)題，從而影響大規(guī)模風(fēng)電基地及外送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，僅是從學(xué)術(shù)上定性認(rèn)識(shí)到風(fēng)電系統(tǒng)通過(guò)串補(bǔ)輸送時(shí)存在發(fā)生次同步諧振的風(fēng)險(xiǎn)，但卻沒(méi)有一套行之有效的定量評(píng)估方案，因而不能精確檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)電系統(tǒng)是否發(fā)生了次同步諧振。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法及裝置，以通過(guò)定量計(jì)算的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)是否發(fā)生次同步諧振的精確檢測(cè)。
[0005]為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，包括以下步驟:
[0006]獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻&和電磁諧振頻率fSSr ;
[0007]根據(jù)所述電磁諧振頻率€_計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速1時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻艮爿；
[0008]判斷所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ryq之和是否小于零；
[0009]如果是，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。
[0010]另一方面，本發(fā)明還提供了一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，包括:
[0011 ] 諧振頻率獲取模塊，用于獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻&和電磁諧振頻率;
[0012]等效電阻獲取模塊，用于根據(jù)所述電磁諧振頻率計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速\時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ryq ；
[0013]諧振狀態(tài)判斷模塊，用于判斷所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Rr，eq之和是否小于零，如果是，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。
[0014]本發(fā)明通過(guò)獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻&和電磁諧振頻率fSOT ;根據(jù)電磁諧振頻率fssr計(jì)算風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速\時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ryq;判斷線路電阻&與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Rytl之和是否小于零；如果是，則判定風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。從而通過(guò)定量計(jì)算的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)是否發(fā)生次同步諧振的精確檢測(cè)，本發(fā)明可用于風(fēng)電輸送系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行分析。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的串聯(lián)補(bǔ)償輸電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法的流程圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)電網(wǎng)等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0021]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]在描述本發(fā)明實(shí)施例之前，首先對(duì)含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱風(fēng)電系統(tǒng))產(chǎn)生次同步諧振的機(jī)理進(jìn)行分析，具體如下:
[0023]如圖1所示，在沒(méi)有串聯(lián)補(bǔ)償電容時(shí)，進(jìn)行長(zhǎng)距離電力輸送時(shí)，線路中的電感值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路的電阻值，因此線路輸送功率可以表示為:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻&和電磁諧振頻率fSOT; 根據(jù)所述電磁諧振頻率f _計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速Vn時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻RrM; 判斷所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ryq之和是否小于零； 如果是，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，其特征在于， 當(dāng)所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ru,之和大于零時(shí)，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)不存在次同步諧振。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，其特征在于，所述根據(jù)電磁諧振頻率fm計(jì)算所述風(fēng)電 系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速\時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻具體為: 設(shè)所述風(fēng)電系統(tǒng)在所述風(fēng)速Vn時(shí)其對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率為fm ； 則在所述電磁諧振頻率下，所述風(fēng)電系統(tǒng)的次同步諧振轉(zhuǎn)差率為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，其特征在于， 當(dāng)所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ru,之和等于零，所述風(fēng)電系統(tǒng)處于產(chǎn)生次同步諧振的臨界狀態(tài)，則此時(shí)所述風(fēng)速Vn即為所述風(fēng)電系統(tǒng)的產(chǎn)生次同步諧振的最高風(fēng)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的方法，其特征在于，所述計(jì)算風(fēng)電系統(tǒng)的電磁諧振頻率，具體為: 根據(jù)公式/ =./?_計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)的電磁諧振頻率，其中，所述風(fēng)電系統(tǒng)的電磁諧振頻率，f0為所述風(fēng)電系統(tǒng)的同步頻率，Xe為所述風(fēng)電系統(tǒng)的線路容抗，Xl為所述風(fēng)電系統(tǒng)的線路感抗。
6.一種含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，其特征在于，包括: 諧振頻率獲取模塊，用于獲取風(fēng)電系統(tǒng)的線路電阻&和電磁諧振頻率； 等效電阻獲取模塊，用于根據(jù)所述電磁諧振頻率計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速\時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ryq ； 諧振狀態(tài)判斷模塊，用于判斷所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ru,之和是否小于零，如果是，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)存在次同步諧振。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，當(dāng)所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ru,之和大于零時(shí)，則判定所述風(fēng)電系統(tǒng)不存在次同步諧振。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，其特征在于，所述等效電阻獲取模塊根據(jù)電磁諧振頻率fssr計(jì)算所述風(fēng)電系統(tǒng)在某一不低于切入風(fēng)速的風(fēng)速Vn時(shí)其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Rrssr,具體為: 設(shè)所述風(fēng)電系統(tǒng)在所述風(fēng)速Vn時(shí)其對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率為fm ； 則在所述電磁諧振頻率下f下，所述風(fēng)電系統(tǒng)的次同步諧振轉(zhuǎn)差率為
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，其特征在于， 當(dāng)所述線路電阻&與所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電阻Ru,之和等于零，所述風(fēng)電系統(tǒng)處于產(chǎn)生次同步諧振的臨界狀態(tài)，則此時(shí)所述風(fēng)速Vn即為所述風(fēng)電系統(tǒng)的產(chǎn)生次同步諧振的最高風(fēng)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的含串補(bǔ)線路風(fēng)電系統(tǒng)中檢測(cè)次同步諧振的裝置，其特征在于，所述諧振頻率獲取模塊計(jì)算風(fēng)電系統(tǒng)的電磁諧振頻率，具體為: 根據(jù)公式
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK103529298SQ201310461138
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】劉輝, 劉京波, 吳林林, 白愷, 王皓靖, 李 雨, 李蘊(yùn)紅 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司