權(quán)利要求書(shū)： 1.一種適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：S1，根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立頻域雅克比矩陣，進(jìn)入S2；

S2，根據(jù)所述頻域雅克比矩陣計(jì)算得到動(dòng)態(tài)功率電壓因子，進(jìn)入S3；

S3，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)功率電壓因子得到動(dòng)態(tài)短路比，進(jìn)入S4；

S4，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)短路比的值，判斷所述單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)所述動(dòng)態(tài)短路比小于1時(shí)，所述單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于失穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)所述動(dòng)態(tài)短路比等于1時(shí)，所述單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)所述動(dòng)態(tài)短路比大于1時(shí)，所述單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，其中，動(dòng)態(tài)功率電壓因子的計(jì)算公式如下式所示：式中，DPF(s)為動(dòng)態(tài)功率電壓因子，JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)均為頻域下雅克比矩陣元素，將所述頻域下雅克比矩陣元素代入上式并整理，得動(dòng)態(tài)功率電壓因子的計(jì)算公式：式中，DPF(s)為動(dòng)態(tài)功率電壓因子，θ0為初始運(yùn)行點(diǎn)換流母線電壓相角，k為旋轉(zhuǎn)角速度比，Sac0為工頻下受端交流系統(tǒng)復(fù)功率，e0為工頻下受端交流系統(tǒng)等效電壓源瞬時(shí)電壓，0為工頻下公共連接點(diǎn)電壓，ω為旋轉(zhuǎn)角速度，L為受端交流系統(tǒng)等效電感，K(s)為元件動(dòng)態(tài)特性因子，JQθ(s)為頻域下雅克比矩陣元素，所述動(dòng)態(tài)短路比的定義式如下式所示：

式中，DSCR為動(dòng)態(tài)短路比，H(s)動(dòng)態(tài)運(yùn)行系數(shù)，0為工頻下公共連接點(diǎn)電壓，Sac0為工頻下受端交流系統(tǒng)復(fù)功率，ω0為工頻下旋轉(zhuǎn)角速度，L為受端交流系統(tǒng)等效電感。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，其特征在于：其中，根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立頻域雅克比矩陣建立頻域雅克比矩陣的方法為先根據(jù)所述單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立等效模型，再根據(jù)所述等效模型建立所述頻域雅克比矩陣，所述雅克比矩陣如下式所示：

式中，ΔP(s)表示頻率下有功變化量，ΔQ(s)表示頻域下無(wú)功變化量，JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)均為頻域下雅克比矩陣元素，θ為換流母線電壓相角，Δ為換流母線電壓幅值變化量，0為初始運(yùn)行點(diǎn)換流母線電壓幅值。

說(shuō)明書(shū)： 適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，具體涉及一種適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 電能作為人類(lèi)使用最為廣泛地二次能源，其在工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中扮演著至關(guān)重要地角色。但是由于化石能源存在環(huán)境污染等問(wèn)題，逐步制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，新能源(尤其是風(fēng)電)由于其自身在環(huán)境友好、價(jià)格低廉等方面的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展新能源已成為一種不可逆的趨勢(shì)。[0003] 由于風(fēng)能存在不確定性、波動(dòng)性與隨機(jī)性等問(wèn)題，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電存在明顯的波動(dòng)性與間歇性，難以進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)與控制，不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的增加，風(fēng)電在整個(gè)電力系統(tǒng)中滲透率逐漸增加，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與潮流的可控性減弱，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題突出。在過(guò)往的理論研究和工程應(yīng)用中，通常是采用單饋入短路比指標(biāo)(shortcircuitratio，SCR)來(lái)評(píng)估單臺(tái)風(fēng)機(jī)饋入受端電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。其表達(dá)式如下式所示：[0004][0005] 式中，UN為公共連接點(diǎn)(pointofcommoncoupling，PCC)額定電壓；Z為受端交流系統(tǒng)戴維南等值阻抗；Pdn為雙饋式風(fēng)機(jī)饋入受端交流系統(tǒng)的有功功率。[0006] 但是，上式部分參數(shù)為系統(tǒng)額定值，難以有效評(píng)估電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定。另外，由于風(fēng)電機(jī)組通過(guò)電力電子設(shè)備接入受端電網(wǎng)，其自身的動(dòng)態(tài)特性，極大地轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)以同步機(jī)轉(zhuǎn)子為主動(dòng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化和穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)大量的同步機(jī)機(jī)組被新能源機(jī)組取代之后，電力系統(tǒng)的電壓和頻率支撐強(qiáng)度下降，高比例新能源系統(tǒng)表現(xiàn)為弱同步電網(wǎng)，系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻率在擾動(dòng)發(fā)生后不再維持統(tǒng)一的工頻。傳統(tǒng)基于統(tǒng)一頻率的電壓穩(wěn)定分析方法不再適用，且難以準(zhǔn)確評(píng)估高比例新能源系統(tǒng)臨界電壓穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法。[0008] 本發(fā)明提供了一種適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，具有這樣的特征，包括如下步驟：S1，根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立頻域雅克比矩陣，進(jìn)入S2；S2，根據(jù)頻域雅克比矩陣計(jì)算得到動(dòng)態(tài)功率電壓因子，進(jìn)入S3；S3，根據(jù)動(dòng)態(tài)功率電壓因子得到動(dòng)態(tài)短路比，進(jìn)入S4；S4，根據(jù)動(dòng)態(tài)短路比的值，判斷單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比小于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于失穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比等于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比大于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。[0009] 在本發(fā)明提供的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法中，還可以具有這樣的特征：其中，根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立頻域雅克比矩陣建立頻域雅克比矩陣的方法為先根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立等效模型，再根據(jù)等效模型建立頻域雅克比矩陣，[0010] 雅克比矩陣如下式所示：[0011][0012] 式中，△P(s)表示頻率下有功變化量，△Q(s)表示頻域下無(wú)功變化量，JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)均為頻域下雅克比矩陣元素，θ為換流母線電壓相角，△為換流母線電壓幅值變化量，0為初始運(yùn)行點(diǎn)換流母線電壓幅值。[0013] 在本發(fā)明提供的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法中，還可以具有這樣的特征：其中，動(dòng)態(tài)功率電壓因子的計(jì)算公式如下式所示：[0014][0015] 式中，DPF(s)為動(dòng)態(tài)功率電壓因子，JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)均為頻域下雅克比矩陣元素，[0016] 在本發(fā)明提供的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法中，還可以具有這樣的特征：其中，將頻域下雅克比矩陣元素代入上式并整理，得動(dòng)態(tài)功率電壓因子的計(jì)算公式：[0017][0018] 式中，DPF(s)為動(dòng)態(tài)功率電壓因子，θ0為初始運(yùn)行點(diǎn)換流母線電壓相角，k為旋轉(zhuǎn)角速度比，Sac0為工頻下受端交流系統(tǒng)復(fù)功率，e0為工頻下受端交流系統(tǒng)等效電壓源瞬時(shí)電壓，0為工頻下公共連接點(diǎn)電壓，ω為旋轉(zhuǎn)角速度，L為受端交流系統(tǒng)等效電感，K(s)為元件動(dòng)態(tài)特性因子，JQθ(s)為頻域下雅克比矩陣元素。[0019] 在本發(fā)明提供的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法中，還可以具有這樣的特征：其中，動(dòng)態(tài)短路比的定義式如下式所示：[0020][0021] 式中，DSCR為動(dòng)態(tài)短路比，H(s)動(dòng)態(tài)運(yùn)行系數(shù)，0為工頻下公共連接點(diǎn)電壓，Sac0為工頻下受端交流系統(tǒng)復(fù)功率，ω0為工頻下旋轉(zhuǎn)角速度，L為受端交流系統(tǒng)等效電感。[0022] 發(fā)明的作用與效果[0023] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)建立含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)的等效模型，建立頻域雅克比矩陣，依次推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)功率電壓因子和動(dòng)態(tài)短路比，并且給出動(dòng)態(tài)短路比的理論臨界值，所以，本發(fā)明可以準(zhǔn)確判斷單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)系統(tǒng)的臨界電壓是否穩(wěn)定，為電網(wǎng)運(yùn)行人員提供指標(biāo)依據(jù)，進(jìn)而有效確保電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。附圖說(shuō)明[0024] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)；以及[0025] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)的等效模型。具體實(shí)施方式[0026] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作具體闡述。[0027] <實(shí)施例>[0028] 一種適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，步驟如下：[0029] S1，根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立頻域雅克比矩陣建立頻域雅克比矩陣的方法為先根據(jù)單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)的系統(tǒng)建立等效模型，再根據(jù)等效模型建立頻域雅克比矩陣，進(jìn)入S2。[0030] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)。[0031] 如圖1所示，含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)包括：雙饋式風(fēng)機(jī)(DFIG)、變速箱(GearBox)、Crowbar電阻(Crowbar)、轉(zhuǎn)子側(cè)換流器(RSC)、網(wǎng)側(cè)換流器(GSC)以及交流電網(wǎng)(ACGrid)。[0032] 其中，雙饋式風(fēng)機(jī)(DFIG)具有定子(Stator)和轉(zhuǎn)子(Rotor)。[0033] 圖1中，wind代表風(fēng)，AC代表交流，Ps為定子側(cè)瞬時(shí)有功功率，Pv為網(wǎng)側(cè)換流器饋入公共連接點(diǎn)的瞬時(shí)有功功率，Pr為轉(zhuǎn)子側(cè)瞬時(shí)有功功率，Qs為定子側(cè)瞬時(shí)無(wú)功功率，Qv為網(wǎng)側(cè)換流器饋入公共連接點(diǎn)的瞬時(shí)無(wú)功功率，Qr為轉(zhuǎn)子側(cè)瞬時(shí)無(wú)功功率。[0034] 根據(jù)如圖1所示的含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)建立含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)等效模型。[0035] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)的等效模型。[0036] 如圖2所示，圖中，e為受端交流系統(tǒng)等效電壓源瞬時(shí)電壓，為公共連接點(diǎn)處瞬時(shí)電壓，m為異步機(jī)勵(lì)磁電壓瞬時(shí)值，’r/s為轉(zhuǎn)子側(cè)換流器出口瞬時(shí)電壓，v為網(wǎng)側(cè)換流器出口瞬時(shí)電壓，s為轉(zhuǎn)差率，s＝(ns?nr)/ns，其中，ns為同步轉(zhuǎn)速，nr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，ig為受端交流系統(tǒng)瞬時(shí)電流，is為定子瞬時(shí)電流，ir’為轉(zhuǎn)子側(cè)瞬時(shí)電流，iv為從網(wǎng)側(cè)換流器出口流入公共連接點(diǎn)瞬時(shí)電流，Pac為受端交流系統(tǒng)瞬時(shí)有功功率，Ps為定子側(cè)瞬時(shí)有功功率，Pv為網(wǎng)側(cè)換流器饋入公共連接點(diǎn)的瞬時(shí)有功功率，Qac為受端交流系統(tǒng)瞬時(shí)無(wú)功功率，Qs為定子側(cè)瞬時(shí)無(wú)功功率，Qv為網(wǎng)側(cè)換流器饋入公共連接點(diǎn)的瞬時(shí)無(wú)功功率，L為受端交流系統(tǒng)等效電感，L’T為定子并網(wǎng)變壓器電感，L”T為網(wǎng)側(cè)換流器并網(wǎng)變壓器電感，L1s為定子漏感，Lc為網(wǎng)側(cè)換流器電抗器電感，L’r為轉(zhuǎn)子漏抗，Ls為定子電感，Lv為網(wǎng)側(cè)換流器與環(huán)流母線之間的電感，Lm為勵(lì)磁電感。[0037] 根據(jù)圖2所示的含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)的等效模型建立頻域雅克比矩陣，頻域雅克比矩陣如下式所示：[0038][0039] 式中，△P(s)表示頻率下有功變化量，△Q(s)表示頻域下無(wú)功變化量，JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)均為頻域下雅克比矩陣元素，θ為換流母線電壓相角，△為換流母線電壓幅值變化量，0為初始運(yùn)行點(diǎn)換流母線電壓幅值。[0040] JPθ(s)、JP(s)、JQθ(s)、JQ(s)的表達(dá)式為：[0041][0042] 式中，各偏導(dǎo)表達(dá)式如下：[0043] 受端交流系統(tǒng)：[0044][0045][0046][0047][0048][0049][0050][0051] 網(wǎng)側(cè)換流器:[0052][0053][0054][0055][0056][0057][0058][0059] 定子：[0060][0061][0062][0063][0064][0065][0066][0067][0068][0069][0070] 上述各偏導(dǎo)表達(dá)式中，表示換流母線電壓，r代表轉(zhuǎn)子側(cè)電壓，v代表網(wǎng)側(cè)換流器輸出電壓，下標(biāo)為0的為工頻下的初始值，下標(biāo)為d的為d軸分量，下標(biāo)為q的為q軸分量，θ0為換流母線電壓的初始相位角，θr為轉(zhuǎn)子側(cè)電壓的初始相位角，θv為網(wǎng)側(cè)換流器輸出電壓的初始相位角。[0071] S2，根據(jù)頻域雅克比矩陣計(jì)算得到動(dòng)態(tài)功率電壓因子，進(jìn)入S3。[0072] 假設(shè)在擾動(dòng)發(fā)生后的瞬間，△Q(s)＝0，則動(dòng)態(tài)功率電壓因子(dynamicpowervoltagefactor，DPF)可由頻域雅克比矩陣推導(dǎo)出下式：[0073][0074] 將各頻域雅可比矩陣元素代入上式，并整理可得到[0075][0076] 上式中，k為旋轉(zhuǎn)角速度比，表達(dá)式為：[0077][0078] 式中，ω0為額定旋轉(zhuǎn)角速度，ω為當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角速度，f為當(dāng)前頻率值，f0為額定頻率值。[0079] K(s)為元件動(dòng)態(tài)特性因子，表達(dá)式分別為[0080] K(s)＝DPDFIGF(s)+DQDFIGF(s)+DPDFIGθF(s)+DQDFIGθF(s)+DG(s)[0081] 式中，DPDFIGF(s)，DQDFIGF(s)，DPDFIGθF(s)，DQDFIGθF(s)，DG(s)分別是雙饋式風(fēng)機(jī)以及受端交流系統(tǒng)等效電壓源的動(dòng)態(tài)因子，其各自的表達(dá)式為[0082][0083][0084][0085][0086] DG(s)＝a1(k1?kQac0?kPac0)+a2k(Qaco?Pac0)[0087] 式中，Pac0，Qac0的表達(dá)式為[0088][0089][0090] 式中，θE0為交流系統(tǒng)電壓源初始相角，θ0為換流母線電壓初始相角。[0091] S3，根據(jù)動(dòng)態(tài)功率電壓因子得到動(dòng)態(tài)短路比(dynamicshortcircuitratio，DSCR)，進(jìn)入S4。[0092] 對(duì)動(dòng)態(tài)功率電壓因子的計(jì)算式進(jìn)行整理，得下式：[0093][0094] 式中，H(s)動(dòng)態(tài)運(yùn)行系數(shù)，[0095] 動(dòng)態(tài)運(yùn)行系數(shù)的表達(dá)式為[0096][0097] 式中，E0為等值電勢(shì)源電壓的定軸分量。[0098] 則得到動(dòng)態(tài)短路比的計(jì)算公式如下：[0099][0100] 式中，0為工頻下公共連接點(diǎn)的電壓，Sac0為工頻下受端交流系統(tǒng)復(fù)功率，ω0為工頻下旋轉(zhuǎn)角速度，L為受端交流系統(tǒng)等效電感。[0101] S4，根據(jù)動(dòng)態(tài)短路比的值，判斷單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定狀態(tài)，[0102] 當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比(DSCR)小于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于失穩(wěn)狀態(tài)，[0103] 當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比(DSCR)等于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，[0104] 當(dāng)動(dòng)態(tài)短路比(DSCR)大于1時(shí)，單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。[0105] 實(shí)施例的作用與效果[0106] 根據(jù)本實(shí)施例所涉及的適用于單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)建立含雙饋式風(fēng)機(jī)的單饋入系統(tǒng)的等效模型，建立頻域雅克比矩陣，依次推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)功率電壓因子和動(dòng)態(tài)短路比，并且給出動(dòng)態(tài)短路比的理論臨界值，所以，本實(shí)施例可以準(zhǔn)確判斷單臺(tái)雙饋式風(fēng)機(jī)接入受端電網(wǎng)系統(tǒng)的臨界電壓是否穩(wěn)定，為電網(wǎng)運(yùn)行人員提供指標(biāo)依據(jù)，進(jìn)而有效確保電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。[0107] 上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。