一种风电汇集站间谐波控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种风电汇集站间谐波控制方法，包括：间谐波信号提取模块：对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，计算出幅值最大间谐波分量的频率fc，提取出联络线电压和各风电场电流中的间谐波信号；根据联络线间谐波电流、间谐波电压与风电场间谐波电流判断本汇集站允许切的风电场；计算fc与一组特征频率的差值的绝对值，并求出其中的最小值dfmin；分轮分级切除模块：根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切除各允许切的风电场。本发明可同时监视风电汇集站与主网联络线以及各风电场，在线实时监测电网中存在较大的间谐波电流，在线实时判断本风电汇集站内是否存在间谐波发生源。
【专利说明】
一种风电汇集站间谐波控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力控制领域，尤其涉及一种风电汇集站间谐波控制方法。
【背景技术】
[0002]随着经济快速增长，高耗能产业急速发展，对于可再生新能源的要求越来越迫切。近年来随着风电与光伏发电技术的日益成熟，其发电成本也在逐步降低，风电与光伏大规模商业运营成为可能，到2020年，我国非化石能源和化石能源发电装机比约为4:6，风电、太阳能发电装机达到3亿千瓦左右，新增1.8亿千瓦左右;我国风能与太阳能大规模开发地区一般处于电网末端，而电网负荷却大多位于经济发达的东部地区与中部地区，为使西部电能能高效远距离输送到中东部的负荷中心，常采用特高压大容量输电技术或加装串补电容的超/特高压交流输电，这类电网在风力发电机逆变器、SVC、SVG、直流输电以及串补电容等多种因素的作用下可能在电网中产生频率不是电网工频整数倍频率的间谐波电流与电压，进而导致附近的火电机组发生次同步振荡，我国目前已投入运行的大规模风电汇集站附近的火电机组已发生过多次次同步振荡现象，严重影响到电网的安全稳定运行与该地区火电机组的安全。目前对间谐波的分析方法大多是事故后基于PMU录波数据的离线分析，没有达到在线实时控制的目的，当火电机组发生次同步振荡时只能靠发电机的扭振保护动作切除发电机，并没有切除导致次同步振荡发生的间谐波发生源，导致事故扩大;或由调度员人工下令切除部分风电场以平息振荡，人工控制可导致过切且响应速度慢。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术中存在的问题而提供一种风电汇集站间谐波控制方法。
[0004]为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的:一种风电汇集站间谐波控制方法，其特征在于，所述方法包括如下模块:
[0005](I)间谐波信号提取模块:对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，计算出幅值最大间谐波分量的频率fc，并提取出联络线电压和各风电场电流中的间谐波信号；
[0006](2)风电场允许切判断模块:根据联络线间谐波电流、间谐波电压与风电场间谐波电流判断本汇集站允许切的风电场；
[0007](3)间谐波频率特征判断模块:计算fc与一组特征频率的差值的绝对值，并求出其中的最小值dfmin;
[0008](4)分轮分级切除模块:根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切除各允许切风电场。
[0009]风电场允许切判断模块判断条件是:
[0010]条件一:联络线幅值最大的间谐波电流分量超过间谐波电流门槛定值；
[0011]条件二:联络线间谐波电压与间谐波电流之间相角差的绝对值小于某一门槛；
[0012]条件三:风电场间谐波电流的幅值大于一个允许切的最低门槛定值；
[0013]条件四:风电场间谐波电流与联络线间谐波电流的相角差小于一个可整定的角度；
[0014]同时满足以上四个条件的风电场判断为允许切。
[0015]间谐波频率特征判断模块根据风电汇集站附近火电机组的轴系扭振模态频率计算一组特征频率，并计算这组特征频率中每个特征频率与fc的差值的绝对值，求出其中的最小值dfmin。
[0016]分轮分级切除模块根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切各允许切的风电场:
[0017]第一轮:对各风电场进行判断，任一风电场满足以下条件后切除该风电场:
[0018]条件一:联络线间谐线电流大于第一轮动作门槛值，
[0019]条件二:df_小于第一轮允许频率偏差门槛值，
[0020]条件三:该风电场在模块(2)中判断为允许切，
[0021]条件四:间谐波电流大于该风电场间谐波电流动作门槛值，
[0022]满足以上四个条件后经过第一轮延时切除该风电场；
[0023]第二轮:有两个动作判据，任一判据满足则认为该轮满足，经过第二轮延时后动作，各判据如下:
[0024]判据一有如下两个条件:
[0025]条件一:联络线间谐线电流大于第二轮的第一个动作门槛值，
[0026]条件二:dfmin小于第二轮的第一个允许频率偏差门槛值，
[0027]这两个条件同时满足则判为该判据满足；
[0028]判据二有如下两个条件:
[0029]条件一:联络线间谐线电流大于第二轮的第二个动作门槛值，
[0030]条件二:dfmin小于第二轮的第二个允许频率偏差门槛值，
[0031]这两个条件同时满足则判为该判据满足；
[0032]判据一或判据二满足后分级切各允许切的风电场，每级的延时相同，均为第二轮动作延时，每级动作后计时器清零，若仍然满足第二轮动作条件则会重新计时并动作，直到所有的允许切的风电场切完为止，每级动作从允许切的风电场中按间谐波电流从大到小的顺序切除，每级动作后切除的风电场数量可通过定值进行设置；
[0033]第三轮:有两个动作判据，任一判据满足则认为该轮满足，经过第三轮延时后动作，各判据如下:
[0034]判据一有如下两个条件:
[0035]条件一:联络线间谐线电流大于第三轮的第一个动作门槛值，
[0036]条件二:dfmin小于第三轮的第一个允许频率偏差门槛值，
[0037]这两个条件同时满足则判为该判据满足；
[0038]判据二有如下两个条件:
[0039]条件一:联络线间谐线电流大于第三轮的第二个动作门槛值，
[0040]条件二:dfmin小于第三轮的第二个允许频率偏差门槛值，
[0041 ]这两个条件同时满足则判为该判据满足；
[0042]判据一或判据二满足后经过第三轮动作延时后同时切除所有允许切的风电场。
[0043]本发明提供的风电汇集站间谐波控制方法，可同时监视风电汇集站与主网联络线以及各风电场，可在线实时监测电网中存在较大的间谐波电流，并在线实时判断本风电汇集站内是否存在间谐波发生源，若本风电汇集站存在间谐波发生源则根据联络线间谐波电流、间谐波的频率特征和风电场间谐波电流，分轮分级切各允许切的风电场，直至系统恢复正常。本发明采用分轮分级的控制方法综合考虑了间谐波电流的大小、间谐波电流频率与机组轴系扭振的模态频率的吻合程度及机组的轴系疲劳允许时间等因素，当间谐波电流很大或与机组的轴系扭振频率特征很吻合可能引起幅度很大次步振荡时能快速切除间谐波发生源确保机组的安全，而当间谐波电流不大且与机组的轴系扭振频率特征吻合程度不高时，可逐步切除振荡源，避免大量过切风电机组。
【附图说明】
[0044]图1为本发明实施例风电汇集站间谐波控制方法的模块组成示意图；
[0045]图2为风电汇集站与主网相连示意图；
[0046]图3为本发明实施例风电汇集站间谐波控制方法分轮分级切风电场逻辑图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0048]实施例1
[0049]如图1所示，风电汇集站间谐波控制方法包括如下功能模块:(I)间谐波信号提取模块;(2)风电场允许切判断模块;(3)间谐波频率特征判断模块;(4)分轮分级切除模块。
[0050]首先，联络线间谐波信号提取模块对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，在如图2所示的风电汇集站假设某次电网异常工况下联络线电流频谱分析的结果是存在如下几个间谐波分量:
[0051 ]间谐波分量I:幅值为150A，频率为37.18Hz
[0052]间谐波分量2:幅值为10A，频率为43.96Hz
[0053]间谐波分量3:的幅值为20A，频率为23.58Hz
[0054]则幅值最大的间谐波电流分量的幅值是150A，频率为37.18Hz，即fc = 37.18Hz，以37.18Hz为中心频率设计带通滤波器对联络线电压与各风电场电流进行滤波，提取出间谐波信号，并计算各间谐波分量与联络线间谐波电流的相角差，假设提取的37.18Hz的各间谐波情况如下:
[0055]联络线间谐波电压:幅值为5.2kV，相角为30°
[0056]风电场I间谐波电流:幅值为55A，相角为10°
[0057]风电场2间谐波电流:幅值为49A，相角为15°
[0058]风电场3间谐波电流:幅值为45A，相角为20°
[0059]风电场4间谐波电流:幅值为40A，相角为25°
[0060]风电场5间谐波电流:幅值为35A，相角为28°
[0061]风电场6间谐波电流:幅值为30A，相角为40°
[0062]风电场7间谐波电流:幅值为53A，相角为170°
[0063]然后风电场允许切判断模块对各风电场是否允许切进行判断，判断条件是:
[0064]条件一:联络线幅值最大的间谐波电流分量超过间谐波电流门槛定值，假设间谐波电流门槛定值为100A;
[0065]条件二:联络线间谐波电压与间谐波电流之间相角差的绝对值小于某一门槛，假设该门槛为90° ;
[0066]条件三:风电场间谐波电流的幅值大于一个允许切的最低门槛定值，假设该最低门槛定值为20A;
[0067]条件四:风电场间谐波电流与联络线间谐波电流的相角差小于一个可整定的角度，假设该可整定的角度为90° ；
[0068]同时满足以上四个条件的风电场判断为允许切。
[0069 ]在本例中判断风电场I到风电场6为允许切。
[0070]第三步:间谐波频率特征判断模块根据风电汇集站附近火电机组的轴系扭振模态频率计算一组特征频率，每个模态频率对应一个特征频率，本例fc〈50Hz，所以模态频率与对应的特征频率之和为电网额定频率50Hz，并计算每个特征频率与f c的差值的绝对值，求出最小值dfmin。假设附近火电机组有3个轴系扭振模态频率:14.38Hz、22.52Hz与30.76Hz，则对应的特征频率分别为:35.62Hz、27.48Hz、19.24Hz，fc与特征频率的差值为:1.56Hz、
9.7Hz、17.94Hz，最小频率差值dfmin= 1.56Hz。
[0071]第四步:分轮分级切除模块根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切各允许切的风电场，动作逻辑如图3所示。
[0072]假如分轮分级切除模块各轮定值如下:
[0073]第一轮定值:
[0074]第一轮动作门槛值:Idz I = 100A，一轮允许频率偏差门槛值:dfl = 2Hz，动作延时Tl = 5秒
[0075]各风电场间谐波电流动作门槛值均为50A，即Iqcl?Iqc7 = 50A，
[0076]第二轮定值:
[0077]第二轮的第一个动作门槛值:Idz21 = 130A，
[0078]第二轮的第一个允许频率偏差门槛值:df21 = 1.5Hz，
[0079]第二轮的第二个动作门槛值:Idz22 = 110A，
[0080]第二轮的第二个允许频率偏差门槛值:df22 = 1-OHz,
[0081 ] 动作延时T2 = 3秒，每级切3个风电场，
[0082]第三轮定值:
[0083]第三轮的第一个动作门槛值:Idz31 = 150A，
[0084]第三轮的第一个允许频率偏差门槛值:df 31 = 1.0Hz，
[0085]第三轮的第二个动作门槛值:Idz32 = 130A，
[0086]第三轮的第二个允许频率偏差门槛值:df 32 = 0.5Hz，
[0087]动作延时T3 = I秒，
[0088]则各动作情况如下:
[0089 ]第一轮:联络线间谐线电流为 150Α> I dz I (I OOA)，且 df min (I.56Hz)〈dfl (2Hz)，满足第一轮动作条件，对各风电场进行判断，各风电场情况如下:
[0090]风电场I允许切且间谐波电流= 55A>Iqc(50A)，经5秒延时切除；
[0091]风电场2允许切但间谐波电流= 49A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0092]风电场3允许切但间谐波电流= 45A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0093]风电场4允许切但间谐波电流= 40A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0094]风电场5允许切但间谐波电流= 35A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0095]风电场6允许切但间谐波电流= 30A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0096]风电场7不允许切，第一轮不切。
[0097]第二轮:
[0098]判据一:联络线间谐线电流为150A>Idz21 (130A)，但dfmin(1.56Hz)>df21 (1.5Hz),判据一不满足；
[0099]判据二:联络线间谐线电流为 150A>Idz22(110A)，但 dfmin(1.56Hz)>df22(1.0Hz)，判据二不满足；
[0100]判据一与判据二均不满足，第二轮不动作。
[0101]第三轮:
[0102]判据一:联络线间谐线电流为150A=Idz31(150A)，且 dfmin(l.56Hz)>df31(1.0Hz )，判据一不满足；
[0103]判据:联络线间谐线电流为150A>Idz32(130A)，但 dfmin(1.56Hz)>df32(0.5Hz)，判据二不满足；
[0104]判据一与判据二均不满足，第三轮不动作。
[0105]实施例2
[0106]如图1所示，风电汇集站间谐波控制方法包括如下功能模块:(I)间谐波信号提取模块;(2)风电场允许切判断模块;(3)间谐波频率特征判断模块;(4)分轮分级切除模块。
[0107]首先，联络线间谐波信号提取模块对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，在如图2所示的风电汇集站假设某次电网异常工况下联络线电流频谱分析的结果是存在如下几个间谐波分量:
[0108]间谐波分量1:幅值为150A，频率为74Hz
[0109]间谐波分量2:幅值为18A，频率为43.96Hz
[0110]间谐波分量3:的幅值为1A，频率为26.0OHz
[0111]则幅值最大的间谐波电流分量的幅值是150A，频率为74Hz，即fc = 74Hz，以74Hz为中心频率设计带通滤波器对联络线电压与各风电场电流进行滤波，提取出间谐波信号，并计算各间谐波分量与联络线间谐波电流的相角差，假设提取的74Hz的各间谐波情况如下:
[0112]联络线间谐波电压:幅值为5.2kV，相角为30°
[0113]风电场I间谐波电流:幅值为55A，相角为10°
[0114]风电场2间谐波电流:幅值为49A，相角为15°
[0115]风电场3间谐波电流:幅值为45A，相角为20°
[0116]风电场4间谐波电流:幅值为40A，相角为25°
[0117]风电场5间谐波电流:幅值为35A，相角为28°
[0118]风电场6间谐波电流:幅值为30A，相角为40°
[0119]风电场7间谐波电流:幅值为53A，相角为170°
[0120]然后风电场允许切判断模块对各风电场是否允许切进行判断，判断条件是:
[0121]条件一:联络线幅值最大的间谐波电流分量超过间谐波电流门槛定值，假设间谐波电流门槛定值为100A;
[0122]条件二:联络线间谐波电压与间谐波电流之间相角差的绝对值小于某一门槛，假设该门槛为90° ;
[0123]条件三:风电场间谐波电流的幅值大于一个允许切的最低门槛定值，假设该最低门槛定值为20A;
[0124]条件四:风电场间谐波电流与联络线间谐波电流的相角差小于一个可整定的角度，假设该可整定的角度为90° ；
[0125]同时满足以上四个条件的风电场判断为允许切。
[0126]第三步:间谐波频率特征判断模块根据风电汇集站附近火电机组的轴系扭振模态频率计算一组特征频率，每个模态频率对应一个特征频率，本例fc>50Hz，所以模态频率与对应的特征频率之差为电网额定频率50Hz，并计算每个特征频率与f c的差值的绝对值，求出最小值dfmin。假设附近火电机组有3个轴系扭振模态频率:14.38Hz、22.52Hz与30.76Hz，则对应的特征频率分别为:64.38Hz、72.52Hz、80.76Hz，fc与特征频率的差值的绝对值为:9.62Hz、1.48Hz、6.76Hz，绝对值最小频率差值dfmin= 1.48Hz。
[0127]第四步:分轮分级切除模块根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切各允许切的风电场，动作逻辑如图3所示。
[0128]假如分轮分级切除模块各轮定值如下:
[0129]第一轮定值:
[0130]第一轮动作门槛值:Idz I = 100A，一轮允许频率偏差门槛值:dfl = 2Hz，动作延时Tl = 5秒
[0131]各风电场间谐波电流动作门槛值均为50A，即Iqcl?Iqc7 = 50A，
[0132]第二轮定值:
[0133]第二轮的第一个动作门槛值:1dz21 = 130A，
[0134]第二轮的第一个允许频率偏差门槛值:df21 = 1.5Hz，
[0135]第二轮的第二个动作门槛值:Idz22 = IlOA,
[0136]第二轮的第二个允许频率偏差门槛值:df22 = 1-OHz,
[0137]动作延时T2 = 3秒，每级切3个风电场，
[0138]第三轮定值:
[0139]第三轮的第一个动作门槛值:Idz31 = 150A，
[0140]第三轮的第一个允许频率偏差门槛值:df31 = 1.0Hz，
[0141]第三轮的第二个动作门槛值:1dz32 = 130A，
[0142]第三轮的第二个允许频率偏差门槛值:df32 = 0.5Hz，
[0143]动作延时T3 = I秒，
[0144]则各动作情况如下:
[0145]第一轮:联络线间谐线电流为150A>Idzl(100A)，且 dfmin(1.48Hz)〈dn(2Hz)，满足第一轮动作条件，对各风电场进行判断，各风电场情况如下:
[0146]风电场I允许切且间谐波电流=55A>Iqc(50A)，经5秒延时切除，但该线实际会在3秒时被第二轮切除；
[0147]风电场2允许切但间谐波电流= 49A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0148]风电场3允许切但间谐波电流= 45A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0149]风电场4允许切但间谐波电流= 40A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0150]风电场5允许切但间谐波电流= 35A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0151]风电场6允许切但间谐波电流=30A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0152]风电场7是不允许切，第一轮不切。
[0153]第二轮:
[0154]判据一:联络线间谐线电流为150A>Idz21 (130A)，且dfmin( I.48Hz )〈df 21 (I.5Hz)，判据一满足；
[0155]判据二:联络线间谐线电流为 150A>Idz22(110A)，但 dfmin(1.48Hz)>df22(1.0Hz)，判据二不满足；
[0156]判据一满足后第二轮经3秒延时第一级动作，切除间谐波电流幅值最大的三个允许切的风电场:风电场1、风电场2、风电场3，这三个风电场切除后计时器清零，若联络线间谐波降到动作门槛以下，系统恢复正常则第二轮的后面各级不再动作，否则会重新计时，经3秒延时第二级动作，切除未被切除的间谐波电流幅值最大的三个允许切的风电场:风电场
4、风电场5、风电场6;以此类推，直到系统恢复正常或所有的允许切风电场均被切除为止。
[0157]第三轮:
[0158]判据一:联络线间谐线电流为150A = I dz 31 (150A)，不满足条件，df min (1.48Hz)〈df31 (1.5Hz)，判据一不满足;
[0159]判据二:联络线间谐线电流为 150A>Idz32(130A)，但 dfmin(1.48Hz)>df32(0.5Hz)，判据二不满足；
[0160]判据一与判据二均不满足，第三轮不动作。
[0161]实施例3
[0162]如图1所示，风电汇集站间谐波控制方法包括如下功能模块:(I)间谐波信号提取模块;(2)风电场允许切判断模块;(3)间谐波频率特征判断模块;(4)分轮分级切除模块。
[0163]首先，联络线间谐波信号提取模块对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，在如图2所示的风电汇集站假设某次电网异常工况下联络线电流频谱分析的结果是存在如下几个间谐波分量:
[0164]间谐波分量1:幅值为140A，频率为73Hz
[0165]间谐波分量2:幅值为1A，频率为43.96Hz
[0166]间谐波分量3:的幅值为26A，频率为27.0OHz
[0167]则幅值最大的间谐波电流分量的幅值是140A，频率为73Hz，即f c = 73Hz，以73Hz为中心频率设计带通滤波器对联络线电压与各风电场电流进行滤波，提取出间谐波信号，并计算各间谐波分量与联络线间谐波电流的相角差，假设提取的73Hz的各间谐波情况如下:
[0168]联络线间谐波电压:幅值为5.2kV，相角为30°
[0169]风电场I间谐波电流:幅值为55A，相角为10°
[0170]风电场2间谐波电流:幅值为49A，相角为15°
[0171]风电场3间谐波电流:幅值为45A，相角为20°
[0172]风电场4间谐波电流:幅值为40A，相角为25°
[0173]风电场5间谐波电流:幅值为35A，相角为28°
[0174]风电场6间谐波电流:幅值为30A，相角为40°
[0175]风电场7间谐波电流:幅值为53A，相角为170°
[0176]然后风电场允许切判断模块对各风电场是否允许切进行判断，判断条件是:
[0177]条件一:联络线幅值最大的间谐波电流分量超过间谐波电流门槛定值，假设间谐波电流门槛定值为100A;
[0178]条件二:联络线间谐波电压与间谐波电流之间相角差的绝对值小于某一门槛，假设该门槛为90° ;
[0179]条件三:风电场间谐波电流的幅值大于一个允许切的最低门槛定值，假设该最低门槛定值为20A;
[0180]条件四:风电场间谐波电流与联络线间谐波电流的相角差小于一个可整定的角度，假设该可整定的角度为90° ；
[0181]同时满足以上四个条件的风电场判断为允许切。
[0182 ]在本例中判断风电场I到风电场6为允许切。
[0183]第三步:间谐波频率特征判断模块根据风电汇集站附近火电机组的轴系扭振模态频率计算一组特征频率，每个模态频率对应一个特征频率，本例fc>50Hz，所以模态频率与对应的特征频率之差为电网额定频率50Hz，并计算每个特征频率与f c的差值的绝对值，求出最小值dfmin。假设附近火电机组有3个轴系扭振模态频率:14.38Hz、22.52Hz与30.76Hz，则对应的特征频率分别为:64.38Hz、72.52Hz、80.76Hz，fc与特征频率的差值的绝对值为:8.62Hz,0.48Hz、7.76Hz，绝对值最小频率差值 df min = 0.48Hz。
[0184]第四步:分轮分级切除模块根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切各允许切的风电场，动作逻辑如图3所示。
[0185]假如分轮分级切除模块各轮定值如下:
[0186]第一轮定值:
[0187]第一轮动作门槛值:Idz I = 100A，一轮允许频率偏差门槛值:dfl = 2Hz，动作延时Tl = 5秒
[0188]各风电场间谐波电流动作门槛值均为50A，即Iqcl?Iqc7 = 50A，
[0189]第二轮定值:
[0190]第二轮的第一个动作门槛值:Idz21 = 130A，
[0191]第二轮的第一个允许频率偏差门槛值:df21 = 1.5Hz，
[0192]第二轮的第二个动作门槛值:Idz22 = 110A，
[0193]第二轮的第二个允许频率偏差门槛值:df22 = 1-OHz,
[0194]动作延时T2 = 3秒，每级切3个风电场，
[0195]第三轮定值:
[0196]第三轮的第一个动作门槛值:1dz31 = 150A，
[0197]第三轮的第一个允许频率偏差门槛值:df31 = 1.0Hz，
[0198]第三轮的第二个动作门槛值:Idz32 = 130A，
[0199]第三轮的第二个允许频率偏差门槛值:df32 = 0.5Hz，
[0200]动作延时T3 = I秒
[0201]则各动作情况如下:
[0202]第一轮:联络线间谐线电流为140A>Idzl(100A)，且 dfmin(0.48Hz)〈dfl(2Hz)，满足第一轮动作条件，对各风电场进行判断，各风电场情况如下:
[0203]风电场I允许切且间谐波电流=55A>Iqc(50A)，经5秒延时切除，但该线实际会在I秒时被第三轮切除；
[0204]风电场2允许切但间谐波电流= 49A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0205]风电场3允许切但间谐波电流= 45A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0206]风电场4允许切但间谐波电流= 40A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0207]风电场5允许切但间谐波电流= 35A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0208]风电场6允许切但间谐波电流= 30A〈Iqc(50A)，第一轮不切；
[0209]风电场7是不允许切，第一轮不切。
[0210]第二轮:
[0211 ]判据一:联络线间谐线电流为 140A>Idz21 (130A)，且dfmin(0.48Hz )〈df 21 (I.5Hz)，判据一满足；
[0212]判据二:联络线间谐线电流为 140A>Idz22(110A)，且 dfmin((h48Hz)〈df22(1.0Hz)，判据二满足；
[0213]判据一或判据二满足后第二轮经3秒延时第一级动作，但本例由于第三轮会在I秒时动作并切除所有允许切风电场，本轮不会实际动作。
[0214]第三轮:
[0215]判据一:联络线间谐线电流为14(^〈1扣31(15(^)，不满足条件，(^_(0.48取)〈df31 (1.5Hz)，判据一不满足;
[0216]判据二:联络线间谐线电流为 140A>Idz32(130A)，且 dfmin((h48Hz)〈df32(0.5Hz)，判据二满足；
[0217]判据二满足后，经I秒延时后切除所有允许切风电场:风电场1、风电场2、风电场3、风电场4、风电场5、风电场6。
[0218]通过本发明提供的风电汇集站间谐波控制方法，可同时监视风电汇集站与主网联络线以及各风电场，可在线实时监测电网中存在较大的间谐波电流，并在线实时判断本风电汇集站内是否存在间谐波发生源，若本风电汇集站存在间谐波发生源则根据联络线间谐波电流、间谐波的频率特征和风电场间谐波电流，分轮分级切各允许切的风电场，直至系统恢复正常。本发明采用分轮分级的控制方法综合考虑了间谐波电流的大小、间谐波电流频率与机组轴系扭振的模态频率的吻合程度及机组的轴系疲劳允许时间等因素，当间谐波电流很大或与机组的轴系扭振频率特征很吻合可能引起幅度很大次步振荡时能快速切除间谐波发生源确保机组的安全，而当间谐波电流不大且与机组的轴系扭振频率特征吻合程度不高时，可逐步切除振荡源，避免大量过切风电机组。
[0219]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种风电汇集站间谐波控制方法，其特征在于，方法对应的架构包括如下模块: (1)间谐波信号提取模块:对风电汇集站到主网的联络线电流进行频谱分析，计算出幅值最大间谐波分量的频率fc，并提取出联络线电压和各风电场电流中的间谐波信号； (2)风电场允许切判断模块:根据联络线间谐波电流、间谐波电压与风电场间谐波电流判断本汇集站允许切的风电场； (3)间谐波频率特征判断模块:计算fc与一组特征频率的差值的绝对值，并求出其中的最小值dfmin; ⑷分轮分级切除模块:根据联络线间谐波电流、df_和风电场间谐波电流分轮分级切除各允许切风电场。2.如权利要求1所述的风电汇集站间谐波控制方法，其特征在于:所述风电场允许切判断模块的判断条件是: 条件一:联络线幅值最大的间谐波电流分量超过间谐波电流门槛定值； 条件二:联络线间谐波电压与间谐波电流之间相角差的绝对值小于设定的阈值； 条件三:风电场间谐波电流的幅值大于设定的允许切最低门槛定值； 条件四:风电场间谐波电流与联络线间谐波电流的相角差小于设定的可整定的角度； 同时满足以上四个条件的风电场判断为允许切。3.如权利要求1所述的风电汇集站间谐波控制方法，其特征在于:所述间谐波频率特征判断模块的工作实现方法为:根据风电汇集站附近火电机组的轴系扭振模态频率计算一组特征频率，并计算这组特征频率中每个特征频率与fc的差值的绝对值，求出其中的最小值dfmin ο4.如权利要求1所述的风电汇集站间谐波控制方法，其特征在于:所述分轮分级切除模块的工作实现方法为:根据联络线间谐波电流、dfmin和风电场间谐波电流分轮分级切各允许切的风电场: 第一轮:对各风电场进行判断，任一风电场满足以下条件后切除该风电场: 条件一:联络线间谐线电流大于第一轮动作门槛值， 条件二: dfmin小于第一轮允许频率偏差门槛值， 条件三:该风电场在风电场允许切判断模块中判断为允许切， 条件四:间谐波电流大于该风电场间谐波电流动作门槛值， 满足以上四个条件后经过第一轮延时切除该风电场； 第二轮:有两个动作判据，任一判据满足则认为该轮满足，经过第二轮延时后动作，各判据如下: 判据一有如下两个条件: 条件一:联络线间谐线电流大于第二轮的第一个动作门槛值， 条件二: dfmin小于第二轮的第一个允许频率偏差门槛值， 这两个条件同时满足则判为该判据满足； 判据二有如下两个条件: 条件一:联络线间谐线电流大于第二轮的第二个动作门槛值， 条件二: dfmin小于第二轮的第二个允许频率偏差门槛值， 这两个条件同时满足则判为该判据满足； 判据一或判据二满足后分级切各允许切的风电场，每级的延时相同，均为第二轮动作延时，每级动作后计时器清零，若仍然满足第二轮动作条件则会重新计时并动作，直到所有的允许切的风电场切完为止，每级动作从允许切的风电场中按间谐波电流从大到小的顺序切除，每级动作后切除的风电场数量可通过定值进行设置； 第三轮:有两个动作判据，任一判据满足则认为该轮满足，经过第三轮延时后动作，各判据如下: 判据一有如下两个条件: 条件一:联络线间谐线电流大于第三轮的第一个动作门槛值， 条件二: dfmln小于第三轮的第一个允许频率偏差门槛值， 这两个条件同时满足则判为该判据满足； 判据二有如下两个条件: 条件一:联络线间谐线电流大于第三轮的第二个动作门槛值， 条件二: dfmln小于第三轮的第二个允许频率偏差门槛值， 这两个条件同时满足则判为该判据满足； 判据一或判据二满足后经过第三轮动作延时后同时切除所有允许切的风电场。
【文档编号】H02J3/01GK105896541SQ201610464277
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】李渝, 李明节, 白杨, 张剑云, 晏青, 任祖怡, 王超, 常喜强, 贺静波, 夏尚学, 何飞, 张锋, 张怡, 王良, 郭小龙, 王鹏翔, 高楠, 王衡, 徐柯
【申请人】国网新疆电力公司, 国家电网公司, 南京南瑞继保电气有限公司