用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法及装置制造方法及图纸

本公开涉及一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法及装置，本公开的方法包括：根据风电场中目标风电机组的电气参数和控制系统参数，分别确定风电场的等值风电机组的电气参数和控制系统参数；将等值风电机组的电气参数和控制系统参数输入风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加预设扰动，得到风电场仿真模型输出的用于模拟风电场次同步振荡现象的第一仿真结果。极大的节省了仿真建模的时间，提高仿真建模的效率。

Wind farm simulation modeling method and device for sub-synchronous oscillation simulation analysis

The present disclosure relates to a wind farm simulation modeling method and device for sub-synchronous oscillation simulation analysis. The methods of the disclosure include: determining the electrical parameters and control system parameters of equivalent wind turbines of wind farms respectively according to the electrical parameters and control system parameters of target wind turbines in wind farms; and inputting the electrical parameters and control system parameters of equivalent wind turbines into wind farms. The field simulation model and the preset disturbance are applied to the wind farm simulation model at the target time to obtain the first simulation result for simulating the sub-synchronous oscillation of the wind farm output from the wind farm simulation model. It greatly saves the time of simulation modeling and improves the efficiency of simulation modeling.

【技术实现步骤摘要】
用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法及装置
本公开涉及新能源电力系统
，尤其涉及一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法及装置。
技术介绍
相关技术中，大规模新能源接入电力系统已经成为必然趋势，风能作为一种具有规模开发价值的新能源，近年来飞速发展，装机容量逐年增长。通常风电场大多位置偏远，即风能资源集聚地与负荷中心呈现逆向分布，并且并网点短路比随风电机组并网容量的增加而降低，形成弱交流系统。大规模风电场通常采用高压直流输电技术或串联补偿技术实现远距离外送。相关技术研究表明，当风电场并入高压直流输电系统、弱交流系统或含串联补偿系统时，均可能引发次同步振荡风险，给大规模风电场并网系统的安全稳定运行带来严峻的挑战。与大规模风电场相关的次同步振荡是理论研究和工程实践面临的重要问题。仿真分析是开展次同步振荡研究的重要手段。次同步振荡是电磁暂态过程，需要采用电磁暂态仿真方法。大规模风电场通过大功率电力电子变流器与外送电力系统相联，换流阀组开关过程和控制系统较为复杂，并且对次同步振荡特性具有显著的影响。相关仿真分析中，对单台风电机组各部分分别进行了建模，并仿真研究整个系统的运行特性和稳定性。但当应用于大规模风电场接入系统影响分析时，针对每台风电机组建模的工作量巨大，影响了仿真分析的效率。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法及装置。根据本公开的一方面，提供了一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法，包括：获取风电场中目标风电机组的电气参数和控制系统参数；根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，所述等值风电机组的电气参数用于表示所述风电场全部风电机组的电气参数；将所述目标风电机组的控制系统参数，作为所述等值风电机组的控制系统参数，所述等值风电机组的控制系统参数用于表示所述风电场全部风电机组的控制系统参数；将所述等值风电机组的电气参数和控制系统参数输入风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加预设扰动，得到风电场仿真模型输出的用于模拟风电场次同步振荡现象的第一仿真结果。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：将所述目标风电机组的电气参数和控制系统参数输入所述风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加所述预设扰动，得到的风电场仿真模型输出的用于模拟风电场的次同步振荡现象的第二仿真结果；验证所述第一仿真结果与所述第二仿真结果是否相一致。在一种可能的实现方式中，获取风电场中目标风电机组的电气参数，包括：获取所述目标风电机组的电气参数的有名值；根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，包括：获取所述目标风电机组的电气参数的基准值；根据所述目标风电机组的电气参数的基准值，确定所述等值风电机组的基准值；根据所述目标风电机组的电气参数的有名值、所述目标风电机组的电气参数的基准值和所述等值风电机组的基准值，确定所述等值风电机组的电气参数的有名值。在一种可能的实现方式中，所述电气参数包括以下任意一种或多种：直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、所述目标风电机组的额定容量、网侧滤波电感、直流电容、LC滤波器电容、卸荷电路电阻、IGBT导通电阻、二极管导通电阻、阻尼电阻、变压器漏抗；其中，所述直流电流和所述直流电压分别为所述目标风电机组中的风力机、发电机以及机侧换流器组成的模块所输出的电流和电压，所述交流电流和所述交流电压分别为所述目标风电机组连接至电网时所输出的电流和电压。在一种可能的实现方式中，所述目标风电机组的控制系统参数包括以下任意一种或多种：d/q解耦控制环节的电流内环比例系数和电流内环积分系数、直流电压外环比例系数和直流电压外环积分系数、无功功率外环比例系数和无功功率外环积分系数；锁相环的比例系数和积分系数。根据本公开的另一方面，提供了一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模装置，包括：获取模块，用于获取风电场中目标风电机组的电气参数和控制系统参数；第一确定模块，用于根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，所述等值风电机组的电气参数用于表示所述风电场全部风电机组的电气参数；第二确定模块，用于将所述目标风电机组的控制系统参数，作为所述等值风电机组的控制系统参数，所述等值风电机组的控制系统参数用于表示所述风电场全部风电机组的控制系统参数；第一输入模块，用于将所述等值风电机组的电气参数和控制系统参数输入风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加预设扰动，得到风电场仿真模型输出的用于模拟风电场次同步振荡现象的第一仿真结果。在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第二输入模块，用于将所述目标风电机组的电气参数和控制系统参数输入所述风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加所述预设扰动，得到的风电场仿真模型输出的用于模拟风电场的次同步振荡现象的第二仿真结果；验证模块，用于验证所述第一仿真结果与所述第二仿真结果是否相一致。在一种可能的实现方式中，所述获取模块包括：第一获取子模块，用于获取所述目标风电机组的电气参数的有名值；所述第一确定模块包括：第二获取子模块，用于获取所述目标风电机组的电气参数的基准值；第一确定子模块，用于根据所述目标风电机组的电气参数的基准值，确定所述等值风电机组的基准值；第二确定子模块，用于根据所述目标风电机组的电气参数的有名值、所述目标风电机组的电气参数的基准值和所述等值风电机组的基准值，确定所述等值风电机组的电气参数的有名值。在一种可能的实现方式中，所述电气参数包括以下任意一种或多种：直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、所述目标风电机组的额定容量、网侧滤波电感、直流电容、LC滤波器电容、卸荷电路电阻、IGBT导通电阻、二极管导通电阻、阻尼电阻、变压器漏抗；其中，所述直流电流和所述直流电压分别为所述目标风电机组中的风力机、发电机以及机侧换流器组成的模块所输出的电流和电压，所述交流电流和所述交流电压分别为所述目标风电机组连接至电网时所输出的电流和电压。在一种可能的实现方式中，所述目标风电机组的控制系统参数包括以下任意一种或多种：d/q解耦控制环节的电流内环比例系数和电流内环积分系数、直流电压外环比例系数和直流电压外环积分系数、无功功率外环比例系数和无功功率外环积分系数；锁相环的比例系数和积分系数。本公开根据风电场中某一台风电机组的电气、控制系统参数确定等值风电机组的电气、控制系统参数，并使得该等值风电机组的电气、控制系统参数可以代表同一风电场内的全部风电机组的电气、控制系统参数，由于同一风电场内的所有风电机组通常为相同型号、参数的机组，电气连接较为紧密，可以认为各台风电机组直接并网于风电场汇集母线；并且，同一风电场内的风电机组地理分布接近、风功率水平相近，因而各台机组的运行状态和动态响应基本一致；此外，由于次同步振荡属于电磁暂态振荡现象，等值风电机组应与原有风电场的电磁暂态特性一致。因此本公开无需获取风电场内每台风电机组的参数，即可获得整个风电场的稳态运行特性和次同步振荡动态特性的仿真结果，极大的节省了仿真建模的时间，提高仿真建模的效率。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法，其特征在于，包括：获取风电场中目标风电机组的电气参数和控制系统参数；根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，所述等值风电机组的电气参数用于表示所述风电场全部风电机组的电气参数；将所述目标风电机组的控制系统参数，作为所述等值风电机组的控制系统参数，所述等值风电机组的控制系统参数用于表示所述风电场全部风电机组的控制系统参数；将所述等值风电机组的电气参数和控制系统参数输入风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加预设扰动，得到风电场仿真模型输出的用于模拟风电场次同步振荡现象的第一仿真结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模方法，其特征在于，包括：获取风电场中目标风电机组的电气参数和控制系统参数；根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，所述等值风电机组的电气参数用于表示所述风电场全部风电机组的电气参数；将所述目标风电机组的控制系统参数，作为所述等值风电机组的控制系统参数，所述等值风电机组的控制系统参数用于表示所述风电场全部风电机组的控制系统参数；将所述等值风电机组的电气参数和控制系统参数输入风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加预设扰动，得到风电场仿真模型输出的用于模拟风电场次同步振荡现象的第一仿真结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述目标风电机组的电气参数和控制系统参数输入所述风电场仿真模型，并在目标时间对风电场仿真模型施加所述预设扰动，得到的风电场仿真模型输出的用于模拟风电场的次同步振荡现象的第二仿真结果；验证所述第一仿真结果与所述第二仿真结果是否相一致。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取风电场中目标风电机组的电气参数，包括：获取所述目标风电机组的电气参数的有名值；根据所述目标风电机组的电气参数，确定所述风电场的等值风电机组的电气参数，包括：获取所述目标风电机组的电气参数的基准值；根据所述目标风电机组的电气参数的基准值，确定所述等值风电机组的基准值；根据所述目标风电机组的电气参数的有名值、所述目标风电机组的电气参数的基准值和所述等值风电机组的基准值，确定所述等值风电机组的电气参数的有名值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电气参数包括以下任意一种或多种：直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、所述目标风电机组的额定容量、网侧滤波电感、直流电容、LC滤波器电容、卸荷电路电阻、IGBT导通电阻、二极管导通电阻、阻尼电阻、变压器漏抗；其中，所述直流电流和所述直流电压分别为所述目标风电机组中的风力机、发电机以及机侧换流器组成的模块所输出的电流和电压，所述交流电流和所述交流电压分别为所述目标风电机组连接至电网时所输出的电流和电压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标风电机组的控制系统参数包括以下任意一种或多种：d/q解耦控制环节的电流内环比例系数和电流内环积分系数、直流电压外环比例系数和直流电压外环积分系数、无功功率外环比例系数和无功功率外环积分系数；锁相环的比例系数和积分系数。6.一种用于次同步振荡仿真分析的风电场仿真建模装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴伟，阴宏民，王克非，李泽宇，高德宾，李群，刘全，梁新艳，
申请(专利权)人：国家电网公司东北分部，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21