一种双馈风电机组建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种双馈风电机组建模方法及装置，其中，该方法包括：通过低电压穿越现场测试获得待建模的双馈风电机组的低电压穿越实测特性曲线及测试数据；对比待建模的双馈风电机组的低电压穿越特征与双馈风机模型库内存储的信息，完成风机类型匹配和风机特性匹配，从双馈风机模型库中找出与待建模的双馈风电机组最相似的已知风电机组模型；根据已知风电机组模型的参数类型确定待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象，并将已知风机模型的参数作为待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象的初始参数；利用初始参数和风机实测特性曲线，通过遗传算法确定待辨识参数，获得满足误差要求的参数；并利用满足误差要求的参数获得待建模的双馈风电机组的模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双馈风电
，特别涉及一种双馈风电机组建模方法及装置。
技术介绍
随着化石能源的日渐枯竭，以及环境保护的压力增加，人们对清洁可持续能源的 渴求日益强烈。风电以其技术成熟、资源丰富的优势，在清洁能源发展中处于优先位置。随 着风电的跨越式发展，风电装机规模的爆发式增长与电网建设相对滞后的矛盾日益凸显。 应对大规模风电接入的源网协调技术成为电力生产和科研的热点和重点。而开展上述工作 的基础是建立合适且准确的风电机组数学和仿真模型。目前，国际上IEC-TC88-WG27风力 发电建模工作组、美国WECC建模工作组等研究组织或机构均在开展风电机组/风电场的建 模工作，中国电科院牵头编写的能源行业标准《风电机组低电压穿越建模及验证方法》也已 报批。上述标准提供了通用的风电机组仿真模型，为开展针对性的仿真建模工作提供了有 效指导。 目前针对风电机组建模的研究也已经比较成熟，基于多种仿真平台的风电机组模 型已有文献介绍，并基于上述模型开展了包括低电压穿越、并网控制、功率调节等一系列研 究。但是目前主流研究中风电机组的模型都基于通用的理论模型，所建立的模型没有经过 实际运行数据的验证，模型的准确性和适用性较低，不能够完全准确模拟大规模风电接入 后的运行工况。
技术实现思路
为解决现有技术的问题，本专利技术提出一种双馈风电机组建模方法及装置，双馈风 电机组低电压穿越测试获取的丰富实测数据，基于低电压穿越测试数据对双馈风电机组建 模。从而建立的模型的准确性和适用性都很高。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种双馈风电机组建模方法，该方法包括： 通过低电压穿越现场测试获得待建模的双馈风电机组的低电压穿越实测特性曲 线及测试数据； 对比待建模的双馈风电机组的低电压穿越特征与双馈风机模型库内存储的信息， 完成风机类型匹配和风机特性匹配，从所述双馈风机模型库中找出与待建模的双馈风电机 组最相似的已知风电机组模型； 根据已知风电机组模型的参数类型确定待建模的双馈风电机组的待辨识参数对 象，并将已知风机模型的参数作为待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象的初始参数； 其中，所述待辨识参数包括：机侧功率控制环d轴PI控制器比例增益参数、机侧功率控制环 d轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环q轴PI控制器比例增益参数、机侧功率控制环q 轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环有功功率增速限幅参数、机侧电流控制环q轴PI控 制器比例增益参数、机侧电流控制环q轴PI控制器时间常数、机侧电流控制环d轴PI控制 器比例增益参数、机侧电流控制环d轴PI控制器时间常数、保护模块Crowbar阻值参数、保 护模块Crowbar投入时间参数、保护模块低电压穿越期间有功控制参数、保护模块低电压 穿越期间有功控制参数； 利用初始参数和风机实测特性曲线，通过遗传算法确定待辨识参数，获得满足误 差要求的参数；并利用满足误差要求的参数获得待建模的双馈风电机组的模型。 优选地，还包括： 将建成的双馈风电机组的模型存入所述双馈风机模型库内。 优选地，所述风机类型匹配的信息包括：风机低穿保护装置信息、保护触发条件信 息、保护退出时延信息。 优选地，所述双馈风机模型库包括：风机模型模块、低电压穿越类型模块、待建模 的风机实测曲线模块、风机模型的参数模块。 为实现上述目的，本专利技术还提供了一种双馈风电机组建模装置，该装置包括： 现场测试单元，用于通过低电压穿越现场测试获得待建模的双馈风电机组的低电 压穿越实测特性曲线及测试数据； 匹配单元，用于对比待建模的双馈风电机组的低电压穿越特征与双馈风机模型库 内存储的信息，完成风机类型匹配和风机特性匹配，从所述双馈风机模型库中找出与待建 模的双馈风电机组最相似的已知风电机组模型； 参数单元，用于根据已知风电机组模型的参数类型确定待建模的双馈风电机组的 待辨识参数对象，并将已知风机模型的参数作为待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象 的初始参数；其中，所述待辨识参数包括：机侧功率控制环d轴PI控制器比例增益参数、机 侧功率控制环d轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环q轴PI控制器比例增益参数、机侧 功率控制环q轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环有功功率增速限幅参数、机侧电流控 制环q轴PI控制器比例增益参数、机侧电流控制环q轴PI控制器时间常数、机侧电流控制 环d轴PI控制器比例增益参数、机侧电流控制环d轴PI控制器时间常数、保护模块Crowbar 阻值参数、保护模块Crowbar投入时间参数、保护模块低电压穿越期间有功控制参数、保护 模块低电压穿越期间有功控制参数； 建模单元，用于利用初始参数和风机实测特性曲线，通过遗传算法确定待辨识参 数，获得满足误差要求的参数，利用满足误差要求的参数获得待建模的双馈风电机组的模 型。 优选地，还包括： 双馈风机模型单元，用于将建成的双馈风电机组的模型作为已知模型进行存储。 优选地，所述匹配单元匹配的风机类型信息包括：风机低穿保护装置信息、保护触 发条件信息、保护退出时延信息。 优选地，所述双馈风机模型单元包括：风机模型模块、低电压穿越类型模块、待建 模的风机实测曲线模块、风机模型的参数模块。 上述技术方案具有如下有益效果： (1)根据风机低电压穿越期间的特性进行分类汇总，忽略了部分暂态过程，只关注 最重要的特征，可以为新的风电机组测试曲线匹配最近似的原始模型，降低后续辨识的盲 目性，提尚辨识效率。 (2)针对DIgSILENT仿真慢的问题，改进了遗传算法，建立了基因库，通过基因库 将每一代种群的基因和适应度函数以及评价函数值存储起来，在新种群产生时，通过比较 查询，筛选出重复出现的基因，直接读取库中适应度函数，跳过函数计算过程，减少计算量， 提高辨识效率。 (3)建立了风机模型库，通过新辨识的风电机组入库的方式，实现风机模型和参数 库的不断更新与丰富。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术提出的一种双馈风电机组建模方法流程图； 图2为本专利技术技术方案的双馈风电机组低电压穿越现场测试示意图； 图3为本专利技术技术方案的双馈风电机组低电压穿越测试的流程图； 图4为本专利技术技术方案的双馈风电机组低电压穿越曲线分区图； 图5为本专利技术技术方案的遗传算法流程图； 图6a为本实施例的三一 SE7715-L型风机输出的有功功率实测曲线图； 图6b为本实施例的三一 SE7715-L型风机输出的无功功率实测曲线图； 图6c为本实施例的三一 SE7715-L型风机输出的无功电流实测曲线图； 图7为本实施例的双馈风电机组建模后获得的仿真模型示意图； 图8a为本实施例的三一 SE7715-L风电机组有功功率有效值实测曲线图； 图8b为本实施例的三一 SE7715-L风电机组有功功率有效值仿真曲线图； 图9a为本实施例的三一 SE7715-L风电机组无功功率有效值实测曲线图； 图9b为本实施例的三一 SE7715-L风电机组无功功率有效值仿真曲线图； 图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双馈风电机组建模方法，其特征在于，该方法包括：通过低电压穿越现场测试获得待建模的双馈风电机组的低电压穿越实测特性曲线及测试数据；对比待建模的双馈风电机组的低电压穿越特征低电压穿越特征与双馈风机模型库内存储的信息，完成风机类型匹配和风机特性匹配，从所述双馈风机模型库中找出与待建模的双馈风电机组最相似的已知风电机组模型；根据已知风电机组模型的参数类型确定待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象对象，并将已知风机模型的参数作为待建模的双馈风电机组的待辨识参数对象的初始参数；其中，所述待辨识参数包括：机侧功率控制环d轴PI控制器比例增益参数、机侧功率控制环d轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环q轴PI控制器比例增益参数、机侧功率控制环q轴PI控制器时间常数、机侧功率控制环有功功率增速限幅参数、机侧电流控制环q轴PI控制器比例增益参数、机侧电流控制环q轴PI控制器时间常数、机侧电流控制环d轴PI控制器比例增益参数、机侧电流控制环d轴PI控制器时间常数、保护模块Crowbar阻值参数、保护模块Crowbar投入时间参数、保护模块低电压穿越期间有功控制参数、保护模块低电压穿越期间有功控制参数；利用初始参数和风机实测特性曲线，通过遗传算法确定待辨识参数，获得满足误差要求的参数；并利用满足误差要求的参数获得待建模的双馈风电机组的模型。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林林，刘海涛，刘辉，蓝海波，刘京波，王哲，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11