(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111462634.5 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 国网山东省电力公司经济技 术研究 院 地址 250021 山东省济南市槐荫区纬十路 111号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 王轶群　赵龙　韩学山　李晋威　 李桐　鉴庆之　孙东磊　魏佳　 高效海　薄其滨　张栋梁　袁振华　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 张庆骞 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种风电并网系统小扰动稳定辨识方法及 系统 (57)摘要 本发明属于风电并网领域， 提供了一种风电 并网系统小扰动稳定辨识方法及系统。 其中， 该 方法包括获取风电并网系统的实时运行状态， 构 建出风电机组动态模型； 基于风电并网系统的实 时运行状态及戴维南等值模型， 计算出戴维南等 值模型的等效电压与等效阻抗； 将戴维南等值模 型与风电机组动态模型关联， 获得风电并网系统 的平衡点作为初始值， 并形成状态方程矩阵； 基 于所述状态方程矩阵的特征值， 辨识风电并网系 统小扰动稳定性， 以用于判断是否生成风电并网 系统调控指令来稳定风电并 网系统的输出。 权利要求书1页 说明书8页 附图3页 CN 114298478 A 2022.04.08 CN 114298478 A 1.一种风电并 网系统小扰动稳定辨识方法， 其特 征在于， 包括： 获取风电并 网系统的实时运行状态， 构建出风电机组动态模型； 基于风电并网系统 的实时运行状态及戴维南等值模型， 计算出戴维南等值模型的等效 电压与等效阻抗； 将戴维南等值模型与风电机组动态模型关联， 获得风电并网系统的平衡点作为初始 值， 并形成状态方程矩阵； 基于所述状态方程矩阵的特征值， 辨识风电并网系统小扰动稳定性， 以用于判断是否 生成风电并 网系统调控指令来稳定风电并 网系统的输出。 2.如权利要求1所述的风电并网系统小扰动稳定辨识方法， 其特征在于， 若所述状态方 程矩阵的特 征值为负， 则风电并 网系统小扰动稳定； 否则风电并 网系统小扰动不稳定 。 3.如权利要求1所述的风电并网系统小扰动稳定辨识方法， 其特征在于， 所述风电机组 动态模型包括风力机传动模型、 双馈风力发电机模 型、 滤波器动态模 型、 转子侧变频器和网 侧变频器。 4.如权利要求1所述的风电并网系统小扰动稳定辨识方法， 其特征在于， 若风电并网系 统发生扰动会影响发电机发出 的功率， 且导致发电机电压相角变化， 则将该扰动考虑进戴 维南等值阻抗中， 构建出相应戴维南 等值模型。 5.如权利要求1所述的风电并网系统小扰动稳定辨识方法， 其特征在于， 将戴维南等值 模型与风电机组动态模型关联， 得到风电—戴维南 等值小扰动方程。 6.如权利要求5所述的风电并网系统小扰动稳定辨识方法， 其特征在于， 在形成状态方 程矩阵的过程中， 还 对风电—戴维南 等值小扰动方程进行线性 化处理。 7.一种风电并 网系统小扰动稳定辨识系统， 其特 征在于， 包括： 风电机组动态模型构建模块， 其用于获取风电并网系统的实时运行状态， 构建出风电 机组动态模型； 等效电压与等效阻抗计算模块， 其用于基于风电并网系统 的实时运行状态及戴维南等 值模型， 计算出戴维南 等值模型的等效电压与等效阻抗； 状态方程矩阵形成模块， 其用于将戴维南等值模型与风电机组动态模型关联， 获得风 电并网系统的平衡点作为初始值， 并形成状态方程矩阵； 系统小扰动稳定性辨识模块， 其用于基于所述状态方程矩阵的特征值， 辨识风电并网 系统小扰动稳定性， 以用于判断是否生成风电并网系统调控指 令来稳定风电并网系统的输 出。 8.如权利要求7所述的风电并网系统小扰动稳定辨识系统， 其特征在于， 在所述系统小 扰动稳定性辨识模块中， 若所述状态方程矩阵的特征值为负， 则风电并网系统小扰动稳定； 否则风电并 网系统小扰动不稳定 。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6中任一项所述的风电并 网系统小扰动稳定辨识方法中的步骤。 10.一种计算机设备， 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程序时实现如权利要求 1‑6中任一项 所述的风 电并网系统小扰动稳定辨识方法中的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114298478 A 2一种风电并网系统小扰动稳定辨识 方法及系统 技术领域 [0001]本发明属于风电并网领域， 尤其涉及一种风电并网系统小扰动稳定辨识方法及系 统。 背景技术 [0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息， 不必然构成在先技 术。 [0003]当前， 随着风电等可再生能源广泛接入电网且逐年增加， 电力系统的结构和运行 方式发生改变， 遇到的小扰动情形也增多。 小干扰问题可能会导致系统持续振荡， 甚至会导 致系统崩溃， 而风电具有的波动性和不确定性等特点对电网的小扰动稳定问题产生很大的 影响。 其中， 小扰动是指在分析中描述系统响应的方程可以线性 化。 [0004]传统小干扰稳定性分析往往采用系统精确建模进行小干扰计算， 但是风电场通过 电力电子 设备并入电网， 控制环节复杂， 小干扰模 型阶数较多， 在面对大规模风电并网时可 能造成状态矩阵的 “维数灾”问题。 此时， 为了研究系统中某个风电场 或某个风电机组的小 扰动问题， 由于外部系统可能存在其他风电场， 有必 要对风电外部动态系统进 行等值， 以解 决风电并 网系统建模分析困难的问题。 [0005]已有相关学者针对风电并网等值系统的小扰动分析展开评估。 现有技术提出将外 部系统整体等效为无穷大系统， 对风电机组内部进 行精确建模， 忽略外部系统的影响， 直接 对风电机组内部动态过程进行小扰动分析。 现有技术还提出把外部网络中所含的风场在边 界母线处等值为一个有功 为负值的负荷， 忽略风电场的动态特性， 减少了系统规模。 现有技 术的风电机群等值的使用方法， 根据风电场内各风电机组动态特性的相似程度， 如输入风 速、 输出功 率、 端电压、 转子转速等， 将风电场划分为几个动态特性相似的风电机群， 再对风 电机群进行单机等值。 现有技术的基于加权法的风电场模型参数聚合的实用方法， 其含大 规模风电场电网的同调等值， 从同调机群识别、 同调母线聚合、 同调机群参数聚合以及网络 化简4个方面， 完成了对含风电场集中地区的同调等值。 现有技术的风电场动态等值建模方 法， 采用时间序列聚类方法对风电机组进行分群,并将每一分群聚合为一个风机等值子模 型,基于灵敏度和相关性分析方法选出等值模型中风力发电机本体参数以及相关控制模块 参数中的待辨识关键参数,基于多目标优化算法和混合动态仿真技术,同时在风速波动和 外部系统故障情况下对各风机等值子模型关键参数进 行分步解耦辨识。 现有技术的分析含 风电场的电力系统小干扰稳定性方法， 基于风电场等效导纳 模型实现系统节点导纳矩阵的 收缩处理， 将风电场输出功率特性转化为对各同步机电磁功率的影响， 进而将风电场的影 响揉入到系统状态方程中， 再依据特征根分析法实现风电场接入对系统小干扰稳定性影响 的量化分析。 该 方法无需列写双馈风机的状态方程， 一定程度上降低了计算复杂度。 [0006]上述研究针对含风电的系统等值展开了研究。 但是， 发明人发现， 现有技术在分析 系统中某个风电场的小扰动问题， 均将外部系统等效为单机无穷大系统忽略了外部系统对 风电的影响， 仅仅将外部系统中的风电机群进行等值后系统动态过程仍然复杂， 这样导致说　明　书 1/8 页 3 CN 114298478 A 3