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一种双馈风机振荡扰动源定位方法、系统及电子设备

申请号: CN202410020451.5
申请人: 华北电力大学
申请日期: 2024/1/8

摘要文本

本发明公开一种双馈风机振荡扰动源定位方法、系统及电子设备,涉及电力系统分析技术领域。本发明通过振荡过程中的暂态能量(即能量流分量)的计算,分析元件暂态能量的变化以及消耗的能量,从而得到元件的阻尼特性,揭示次/超同步振荡机理。此外,当双馈风电并网系统含有多种振荡模式时,可以通过坐标变换和滤波提取不同频率下的分量,利用Teager能量算子对信号变换高度敏感的特点,有效筛选出主导振荡频率,及时反映宽频振荡信息,有助于挖掘次/超同步振荡发生发展的物理过程。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种双馈风机振荡扰动源定位方法、系统及电子设备
专利类型 发明授权
申请号 CN202410020451.5
申请日 2024/1/8
公告号 CN117543627B
公开日 2024/4/2
IPC主分类号 H02J3/24
权利人 华北电力大学
发明人 张旭; 徐鑫; 陶谷源; 李炳坤
地址 北京市昌平区回龙观北农路2号

专利主权项内容

1.一种双馈风机振荡扰动源定位方法,其特征在于,包括:围绕双馈风电并网系统构造动态能量函数;在风电并网系统运行时,采集各元件端口的电气量信息;各元件端口的电气量信息包括:各元件端口的电压和电流以及相角量;对所采集的电压和电流进行波形分析,提取得到电压分量、电流分量、与所述电压分量对应的频率以及与所述电流分量对应的频率;将同一频率下的电压分量和电流分量带入所述动态能量函数,得到同一频率下的能量流分量;确定不同频率下能量流分量的Teager能量算子,并将最大Teager能量算子所对应的能量流分量的频率作为主导频率;确定主导频率对应的能量流分量是否为正;当主导频率对应的能量流分量为正时,判定元件具有正阻尼特性;当主导频率对应的能量流分量为负时,判定元件具有负阻尼特性;将具有负阻尼特性的元件确定为风电并网系统的振荡扰动源;在围绕双馈风电并网系统构造动态能量函数的过程中,将发电机动态能量中的状态变量在时域中进行拓展,得到xy坐标系下双馈风电机组的端口动态能量,为:
;式中,为xy坐标系下双馈风电机组的端口动态能量,/>表示取复数的虚部,Re表示取复数的实部,/>为x轴双馈风机中元件端口的电压,/>为y轴双馈风机中元件端口的电压;/>为x轴双馈风机中元件端口的电流、/>为y轴双馈风机中元件端口的电流;将xy坐标系下双馈风电机组的端口动态能量进行坐标转换,得到dq轴坐标系下的双馈风电机组的端口动态能量,为:
;式中,为dq轴坐标系下的双馈风电机组的端口动态能量,/>为d轴双馈风机中元件端口的电压,/>为q轴双馈风机中元件端口的电压;/>为d轴双馈风机中元件端口的电流,为q轴双馈风机中元件端口的电流,/>为xy轴坐标系和dq轴坐标系之间的夹角,/>为双馈风电机组输出有功功率;确定振荡过程中双馈风电机组的端口动态能量的变化量为:
;式中,为振荡过程中双馈风电机组的端口动态能量的变化量,/>为双馈风电机组输出有功功率的变化量,/>为锁相角误差代替,/>为d轴双馈风机中元件端口的电流变化量,/>为q轴双馈风机中元件端口的电流变化量,/>为q轴双馈风机中元件端口的电压变换量,/>为d轴双馈风机中元件端口的电压变换量;在确定不同频率下能量流分量的Teager能量算子的过程中,连续信号的Teager能量算子为:
;离散信号的Teager能量算子为:
;式中,为连续信号的Teager能量算子,/>为连续时间信号,/>为/>的一阶导数,/>为/>的二阶导数,/>为时间,/>为离散信号的Teager能量算子,为离散信号,/>为离散信号/>的前一个样本点,/>为离散信号/>的后一个样本点,/>为任意时刻中的第k个采样点。