双馈型风力发电机在电力系统潮流计算中的节点处理方法

摘要

本发明涉及一种双馈型风力发电机在电力系统潮流计算中的节点处理方法。其步骤如下：1.读取网络数据，将双馈型风力发电机作为P-Q（V）节点存储，形成导纳矩阵，设定各类型节点电压的初始值和收敛精度；2.对P-Q（V）节点进行初始化处理；3.计算初始注入功率S，将P-Q（V）节点转化为PQ节点后，用更新过的无功输出Q求得各节点的实际初始注入功率S；4.第k次迭代时，根据牛顿—拉夫逊法求取k次迭代后各节点的和，从而得到和；（5）判断是否满足收敛条件，若是迭代结束并计算平衡节点功率和线路功率，否则k=k+1并返回步骤（4）进行下一次迭代。本发明能够提高大规模风电接入后的电力系统潮流计算精度。

主权项

双馈型风力发电机在电力系统潮流计算中的节点处理方法，其特征在于该方法的步骤如下：（1）读取网络数据，将双馈型风力发电机作为P‑Q（V）节点存储，形成导纳矩阵，设定各类型节点电压的初始值和收敛精度；（2）对P‑Q（V）节点进行初始化处理：将感应异步发电机参数、机端电压、输出有功功率带入式（1）～（9）可得双馈型风力发电机初始无功功率输出，并将输出的无功功率作为所转化PQ节点的Q；计算说明及设定：①本方法中的电力系统潮流计算基于牛顿—拉夫逊法；②双馈型风力发电机稳态运行期间转差率s保持不变；③双馈型风力发电机的功率解耦控制元件可实现无差调节，即由控制元件得到的转子电压参考值等于双馈型风力发电机转子侧变流器输出的转子绕组电压，根据双馈型风力发电机的电磁关系，转子一相绕组的电磁关系可表示为：（1）由于双馈型风力发电机定、转子电压、电流频率不同，为建立双馈型风力发电机等效电路，需进行转子频率折算，即：（2）（3）通过推导，只要等效的静止转子满足，则完成了频率折算；即，用一个静止的电阻为的等效转子去代替电阻为的实际旋转转子，同时将转子侧电压替换成；经过频率折算，再考虑转子绕组的折算，最终得到双馈型风力发电机的基本方程：（4）由此得到双馈型风力发电机的T型等效电路，对T型等效电路进行简化得Γ型等效电路；由此计算双馈型风力发电机的转子电流解析表达式：（5）由于双馈型风力发电机的控制作用，风机瞬时有功和无功功率可分别由转子电流的q轴、d轴分量表示：（6）当忽略励磁电流时，输出的有功和无功功率可表示为：（7）由此可得，（8）根据式(5)、(8)，可计算转子电流d轴分量，（9）此时，将式（9）带入式（7），即可得到双馈型风力发电机瞬时输出的无功功率；（3）计算初始注入功率S，将P‑Q（V）节点转化为PQ节点后，用更新过的无功输出Q求得各节点的实际初始注入功率S；（4）第k次迭代时，根据牛顿—拉夫逊法求取k次迭代后各节点的和，从而得到和；再根据式（1）～（9）求得，并更新P‑Q（V）节点的注入功率S；（5）判断是否满足收敛条件，若是则计算结束，否则k=k+1并返回步骤（4）进行下一次迭代；以上公式中各参数符号物理意义解释如下：。