风电并网系统振荡源定位方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种风电并网系统振荡源定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、近年来，电力系统安全稳定问题在风电接入规模及密度加大的背景下逐渐凸显，已相继发生多起在较宽频率范围内的振荡事故，严重影响电力系统的安全。因此，探究振荡的发生发展过程及原因，提出机组内部振荡关键控制环节的定位方法，找出振荡源，在提升系统安全稳定水平，减少弃风率以提高系统中新能源发电占比等方面均具有深远且重要的理论与现实意义。

2、目前针对风电并网系统振荡发生的主导环节并不明确，无法确切定位振荡下机组内部关键控制环节，因此，研究风电并网系统振荡下关键环节定位技术具有重大意义。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种风电并网系统振荡源定位方法、装置、设备及存储介质，从而有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种风电并网系统振荡源定位方法，包括如下步骤：

3、采集并网系统风电机组输出端口的电压、电流和功率信息；

4、构建风电机组内部能量关联拓扑网络；

5、获取风电机组内各能量元件及其表达式，计算各能量元件的能量；

6、构建能量关系矩阵并以此描绘振荡能量传导路径，确定振荡源机组的关键控制环节。

7、进一步地，所述采集并网系统风电机组输出端口的电压、电流和功率信息中，获取风电机组的动态能量随时间变化曲线：

8、

9、其中：p为机组输出有功功率；θ为锁相角；q为机组输出无功功率；u为机组输出端口的电压。

10、进一步地，所述获取风电机组内各能量元件及其表达式包括：

11、发电机能量元件：wgrid＝∫pdθg+∫qdln(ug)wag＝∫psdθs+∫qsdln(us)；

12、电网及锁相环能量元件：wgrid＝∫pdθg+∫qdln(ug)；

13、网侧变流器及其控制能量元件：wgsc＝∫pgdθi+∫qgdln(ui)；

14、转子侧变流器及其控制能量元件：wrsc＝∫prdθr+∫qrdln(ur)；

15、直流母线能量元件：wdcbus＝∫pdcdt；

16、其中，p、ps、pg、pr、pdc分别为风电机组通过发电机定子和网侧变流器向电网输出的瞬时有功功率、定子侧输出的瞬时有功功率、网侧变流器输出的瞬时有功功率、转子变流器流向直流母线的瞬时有功功率、直流母线电容上的瞬时功率，q、qs、qg、qr分别为风电机组通过发电机定子和网侧变流器向电网输出的瞬时无功功率、定子侧输出的瞬时无功功率、网侧变流器输出的瞬时无功功率、转子变流器流向直流母线的瞬时无功功率。

17、进一步地，所述构建能量关系矩阵前，还包括对所得的各能量元件进行归一化处理：

18、

19、其中，n表示n个时间间隔，i表示某一个能量元件，为n个时间间隔下能量的均值。

20、进一步地，所述能量关系矩阵a包括：

21、wi1(t)wi1(t-1)t(wi1(t)wi1(t-1)t)-1；

22、其中，t表示当前时间间隔下，t-1表示前一个时间间隔。

23、进一步地，所述描绘振荡能量传递路径包括：通过能量关系矩阵，描绘振荡能量传导路径，且能量传导过程使用有向线表示。

24、进一步地，在振荡能量传导路径起始端的能量元件即为振荡源机组的关键控制环节。

25、本发明还包括一种风电并网系统振荡源定位装置，使用如上述的方法，包括：

26、采集单元，所述采集单元用于采集并网系统风电机组输出端口的电压、电流和功率信息；

27、拓扑单元，所述拓扑单元用于构建风电机组内部能量关联拓扑网络；

28、计算单元，所述计算单元用于获取风电机组内各能量元件及其表达式，计算各能量元件的能量；

29、定位单元，所述定位单元用于构建能量关系矩阵并以此描绘振荡能量传导路径，确定振荡源机组的关键控制环节。

30、本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。

31、本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。

32、本发明的有益效果为：本发明通过获取风电机组内各能量元件及其表达式，计算各能量元件的能量；构建能量关系矩阵并以此描绘振荡能量传导路径，确定振荡源机组的关键控制环节，从而准确的定位到振荡源，本发明中方案用以解决针对系统受扰后激发多振荡模态的情况下，难以准确定位机组内部关键控制环节的难题。

技术特征：

1.一种风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，所述采集并网系统风电机组输出端口的电压、电流和功率信息中，获取风电机组的动态能量随时间变化曲线：

3.根据权利要求1所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，所述获取风电机组内各能量元件及其表达式包括：

4.根据权利要求1所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，所述构建能量关系矩阵前，还包括对所得的各能量元件进行归一化处理：

5.根据权利要求4所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，所述能量关系矩阵a包括：

6.根据权利要求1所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，所述描绘振荡能量传递路径包括：通过能量关系矩阵，描绘振荡能量传导路径，且能量传导过程使用有向线表示。

7.根据权利要求6所述的风电并网系统振荡源定位方法，其特征在于，在振荡能量传导路径起始端的能量元件即为振荡源机组的关键控制环节。

8.一种风电并网系统振荡源定位装置，其特征在于，使用如权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电并网系统振荡源定位方法、装置、设备及存储介质，方法包括：采集并网系统风电机组输出端口的电压、电流和功率信息；构建风电机组内部能量关联拓扑网络；获取风电机组内各能量元件及其表达式，计算各能量元件的能量；构建能量关系矩阵并以此描绘振荡能量传导路径，确定振荡源机组的关键控制环节。通过获取风电机组内各能量元件及其表达式，计算各能量元件的能量；构建能量关系矩阵并以此描绘振荡能量传导路径，确定振荡源机组的关键控制环节，从而准确的定位到振荡源，本发明中方案用以解决针对系统受扰后激发多振荡模态的情况下，难以准确定位机组内部关键控制环节的难题。

技术研发人员：任必兴,李强,贾勇勇,汪成根,吕振华,唐伟佳,邹小明,张森
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4