1.一种直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
测量
基于测量得到的各所述变化量,利用建立的直驱风电机组端口能量模型,计算得到直驱风电机组的端口能量;
根据计算得到的所述直驱风电机组的端口能量,得到直驱风电机组的能量负梯度,根据能量负梯度的大小评估系统的稳定水平;
基于风电机组稳定运行点、锁相环及电网线路的关键参数对风电机组能量负梯度的影响规律,得到影响系统稳定性的关键参数调整规律。
2.根据权利要求1所述的直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,所述直驱风电机组端口能量模型为:
其中,δpe为直驱风电机组输出有功功率相对于稳定值的变化量,δθpll为锁相角的变化量,δid、δiq、δuq和δud分别为直驱风机端口电流和电压d、q轴分量的变化量,ω为d、q轴下的振荡频率。
3.根据权利要求1所述的直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,求解能量负梯度的计算过程包括:
步骤1、将端口能量进行离散化:
得到直驱风电机组t1,……tn时的端口能量值δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn);n为数据个数;
步骤2、利用离散化的端口能量δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn),求解能量负梯度η。
4.根据权利要求3所述的直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,所述步骤2包括:
利用下式计算离散化的直驱风电机组端口能量的平均值:
利用得到的离散化的端口能量δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn)和所述平均值,基于下式计算得到能量负梯度:
其中,
5.根据权利要求4所述的直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,根据η的大小评估稳定性:当η>0时,系统稳定,且值越大,稳定水平越高;当η=0时,系统为临界稳定;当η<0时,系统不稳定,且稳定水平随着η绝对值的增大而降低。
6.根据权利要求1所述的直驱风电机组的稳定性评估方法,其特征在于,通过下述步骤得到影响系统稳定性的关键参数调整规律:
步骤s1、将锁相环动态方程代入能量负梯度表达式得到含风电机组稳定运行点和锁相环关键参数的能量负梯度为:
其中,a-、a+分别表示锁相角的变化量δθpll在次、超同步频率下的幅值,isd0、isq0、usd0、usq0分别为直驱风机端口处电流和电压的d、q轴分量初始值;αu、αi为电压和电流振荡分量的衰减系数,ωu-、ωu+、ωi-和ωi+分别为电压和电流次、超同步分量幅值系数,
将电网线路动态方程代入能量负梯度表达式得到含电网线路关键参数的能量负梯度为:
其中,ωi-和ωi+分别为电流次、超同步分量幅值系数,αi为电流振荡分量的衰减系数,r、xl分别为电网线路的电阻和电抗,
步骤s2、基于建立的所述含风电机组稳定运行点和锁相环关键参数的能量负梯度和含电网线路关键参数的能量负梯度模型得到风电机组稳定运行点、锁相环及电网线路的关键参数对风电机组能量负梯度的影响规律;
所述影响规律包括:减小isd0或增大isq0有助于提升系统的稳定水平;r越大、xl越小,系统越稳定;减小锁相环参数kp和ki,系统稳定水平提高。
7.一种直驱风电机组的稳定性评估系统,其特征在于,包括数据采集模块、端口能量计算模块、稳定评估模块、关键参数分析模块和结果输出模块;
所述数据采集模块用于采集直驱风电机组端口电压、电流、有功功率及锁相角的变化量;
所述端口能量计算模块用于计算直驱风电机组的端口能量;
所述稳定评估模块根据能量负梯度的大小评估直驱风电机组的的稳定水平;
所述关键参数分析模块用于分析风电机组稳定运行点、锁相环及电网线路的关键参数对风电机组能量负梯度的影响规律,并给出提高系统稳定性的关键参数调整规律;
所述结果输出模块用于输出直驱风电机组的稳定水平及影响系统稳定性的关键参数调整规律。
8.根据权利要求7所述的直驱风电机组的稳定性评估系统,其特征在于,所述数据采集模块通过装设在直驱风电机组端口和锁相环上的pmu装置采集电压、电流、有功功率及锁相角的变化量。
9.根据权利要求7所述的直驱风电机组的稳定性评估系统,其特征在于,所述端口能量计算模块接收数据采集模块输入的数据,基于下式计算得到直驱风电机组的端口能量:
其中,δpe为直驱风电机组输出有功功率相对于稳定值的变化量,δθpll为锁相角的变化量,δid、δiq、δuq和δud分别为直驱风机端口电流和电压d、q轴分量的变化量,ω为d、q轴下的振荡频率。
10.根据权利要求7所述的直驱风电机组的稳定性评估系统,其特征在于,所述稳定性评估模块根据η的大小评估系统的稳定水平,包括:
s1、将端口能量进行离散化:
得到直驱风电机组t1,……tn时的端口能量值δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn);n为数据个数;
s2、利用离散化的端口能量δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn),求解能量负梯度η,具体包括:
利用下式计算离散化的直驱风电机组端口能量的平均值:
利用得到的离散化的端口能量δwpmsg(t1),……,δwpmsg(tn)和所述平均值,基于下式计算得到能量负梯度:
其中,
s3、根据η的大小评估稳定性:当η>0时,系统稳定,且值越大,稳定水平越高;当η=0时,系统为临界稳定;当η<0时,系统不稳定,且稳定水平随着η绝对值的增大而降低。