风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法技术

本发明专利技术涉及一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，属于输配电技术领域，根据风电场所处区域的风速，确定原始风电场中每台风电机组的风速和等值风电场中各等值风电机组的风速，进而根据风速确定风电场详细模型和风电场等值模型的特征值，计算风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离，根据多个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离确定平均欧氏距离的数学期望和方差，将数学期望和方差为待评价的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数，实现了风电场等值模型是否适用于振荡稳定性分析的量化评价。于振荡稳定性分析的量化评价。于振荡稳定性分析的量化评价。

【技术实现步骤摘要】
风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法


[0001]本专利技术涉及输配电
，特别是涉及一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着海上风电的快速发展，大量海上风电场采用交流或柔性直流输电并网，风电场并网所产生的振荡失稳问题也陆续出现，风电场经柔直并网工程中曾出现30Hz左右的次同步振荡，2014年德国北海风电场并网工程出现谐振事故，导致大量设备损坏，系统停运半年。这些问题引起了大量专家学者的重视，国内外学者对于风电场并网稳定性问题进行了大量研究。对风电场进行小信号建模是对风电并网系统进行稳定性分析的基础和前提，相比于风电场的电磁暂态模型，完整的风电场状态空间模型更加复杂，对其进行详细建模不切实际，所以对风电场进行等值处理变得不可或缺，这也使得风电场等值模型广泛应用于风电并网稳定性分析中。
[0003]在对风电场并网稳定性的研究中，大部分文献采用单机等值模型，即把整个风电场等效为一台等值机组来研究，也有的文献采用两台风机等值整个风电场。但这些文献都没有就风电场的等值模型对风电场并网系统稳定性的影响进行研究。
[0004]现有的研究风电场等值模型的文章都是以风电场并网处的有功、无功、电压、电流暂态响应曲线为评价指标，表现出在不断增加建模复杂度的前提下追求暂态响应曲线的完全拟合，却没有关注等值后的风电场在系统稳定性上的变化，所以用现有的等值模型去研究风电场并网系统的稳定性是可能存在误差的，如何量化这些可能存在的误差以及如何评价一种风电场等值模型是否适用于振荡稳定性分析是需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，以量化评价风电场等值模型是否适用于振荡稳定性分析。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，所述方法包括：
[0008]根据风电场所处区域的风速，基于尾流效应，确定原始风电场中每台风电机组的风速；
[0009]根据原始风电场中每台风电机组的风速，确定等值风电场中各等值风电机组的风速；
[0010]根据原始风电场中每台风电机组的风速对原始风电场系统进行潮流计算获得原始风电场系统的状态变量初值，并根据等值风电场中各等值风电机组的风速对等值风电场系统进行潮流计算获得等值风电场系统的状态变量初值；
[0011]确定带入原始风电场系统的状态变量初值后的风电场详细模型的特征值，并确定带入等值风电场系统的状态变量初值后的待评价的风电场等值模型的特征值；
[0012]确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离；所述对应特征值为风电场详细模型的一个特征值与风电场等值模型中的一个特征值具有相似的强相关变量；
[0013]预设多个风电场所处区域的风速，重复以上步骤，获得每个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离；
[0014]根据多个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离，确定平均欧氏距离的数学期望和方差；所述数学期望和方差为待评价的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数。
[0015]可选的，所述根据风电场所处区域的风速，基于尾流效应，确定原始风电场中每台风电机组的风速，具体包括：
[0016]考虑尾流效应，原始风电场中迎着风向的风电机组的风速等于风电场所处区域的风速；所述风电场所处区域的风速处于风电机组的切入转速和切出转速之间；
[0017]利用公式确定原始风电场中迎着风向的风电机组以外的风电机组的风速；其中，V
n
为原始风电场中迎着风向的风电机组以外的第n台风电机组的风速，V
n
‑1为处于第n台风电机组上风口的风电机组的风速。
[0018]可选的，所述根据原始风电场中每台风电机组的风速，确定等值风电场中各等值风电机组的风速，具体包括：
[0019]根据原始风电场中每台风电机组的风速，采用加权聚合法，利用公式确定等值风电场中各等值风电机组的风速；
[0020]其中，为将原始风电场的m台风电机组等值为第l个等值风电机组的风速，v
i
为原始风电场的m台风电机组中第i台风电机组的风速。
[0021]可选的，所述确定原始风电场系统的状态变量初值带入后的风电场详细模型的特征值，并确定等值风电场系统的状态变量初值带入后的待评价的风电场等值模型的特征值，具体包括：
[0022]对原始风电场系统的状态变量初值带入后的风电场详细模型进行线性化处理，并对等值风电场系统的状态变量初值带入后的待评价的风电场等值模型进行线性化处理；
[0023]从线性化处理后的风电场详细模型中提取第一状态矩阵，并从线性化处理后的风电场等值模型中提取第二状态矩阵；
[0024]根据第一状态矩阵确定风电场详细模型的特征值，并根据第二状态矩阵确定风电场等值模型的特征值。
[0025]可选的，所述确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离，具体包括：
[0026]利用公式确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离；
[0027]其中，为平均欧氏距离，λ
j
为风电场等值模型在待分析关键模态上的第j个特征值，λ
k
为风电场详细模型在待分析关键模态上的第k个特征值，λ
j
和λ
k
为对应特征根，n为特征根的数量，Re()表示实部，Im()表示虚部。
[0028]一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定系统，所述系统包括：
[0029]第一风速确定模块，用于根据风电场所处区域的风速，基于尾流效应，确定原始风电场中每台风电机组的风速；
[0030]第二风速确定模块，用于根据原始风电场中每台风电机组的风速，确定等值风电场中各等值风电机组的风速；
[0031]状态变量初值计算模块，用于根据原始风电场中每台风电机组的风速对原始风电场系统进行潮流计算获得原始风电场系统的状态变量初值，并根据等值风电场中各等值风电机组的风速对等值风电场系统进行潮流计算获得等值风电场系统的状态变量初值；
[0032]特征值确定模块，用于确定带入原始风电场系统的状态变量初值后的风电场详细模型的特征值，并确定带入等值风电场系统的状态变量初值后的待评价的风电场等值模型的特征值；
[0033]平均欧氏距离确定模块，用于确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离；所述对应特征值为风电场详细模型的一个特征值与风电场等值模型中的一个特征值具有相似的强相关变量；
[0034]循环模块，用于预设多个风电场所处区域的风速，重复以上步骤，获得每个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离；
[0035]评价参数确定模块，用于根据多个风电场所处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：根据风电场所处区域的风速，基于尾流效应，确定原始风电场中每台风电机组的风速；根据原始风电场中每台风电机组的风速，确定等值风电场中各等值风电机组的风速；根据原始风电场中每台风电机组的风速对原始风电场系统进行潮流计算获得原始风电场系统的状态变量初值，并根据等值风电场中各等值风电机组的风速对等值风电场系统进行潮流计算获得等值风电场系统的状态变量初值；确定带入原始风电场系统的状态变量初值后的风电场详细模型的特征值，并确定带入等值风电场系统的状态变量初值后的待评价的风电场等值模型的特征值；确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离；所述对应特征值为风电场详细模型的一个特征值与风电场等值模型中的一个特征值具有相似的强相关变量；预设多个风电场所处区域的风速，重复以上步骤，获得每个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离；根据多个风电场所处区域的风速对应的平均欧氏距离，确定平均欧氏距离的数学期望和方差；所述数学期望和方差为待评价的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数。2.根据权利要求1所述的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，其特征在于，所述根据风电场所处区域的风速，基于尾流效应，确定原始风电场中每台风电机组的风速，具体包括：考虑尾流效应，原始风电场中迎着风向的风电机组的风速等于风电场所处区域的风速；所述风电场所处区域的风速处于风电机组的切入转速和切出转速之间；利用公式确定原始风电场中迎着风向的风电机组以外的风电机组的风速；其中，V
n
为原始风电场中迎着风向的风电机组以外的第n台风电机组的风速，V
n
‑1为处于第n台风电机组上风口的风电机组的风速。3.根据权利要求1所述的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，其特征在于，所述根据原始风电场中每台风电机组的风速，确定等值风电场中各等值风电机组的风速，具体包括：根据原始风电场中每台风电机组的风速，采用加权聚合法，利用公式确定等值风电场中各等值风电机组的风速；其中，为将原始风电场的m台风电机组等值为第l个等值风电机组的风速，v
i
为原始风电场的m台风电机组中第i台风电机组的风速。4.根据权利要求1所述的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，其特征在于，所述确定原始风电场系统的状态变量初值带入后的风电场详细模型的特征值，并确定等值风电场系统的状态变量初值带入后的待评价的风电场等值模型的特征值，具体包括：对原始风电场系统的状态变量初值带入后的风电场详细模型进行线性化处理，并对等
值风电场系统的状态变量初值带入后的待评价的风电场等值模型进行线性化处理；从线性化处理后的风电场详细模型中提取第一状态矩阵，并从线性化处理后的风电场等值模型中提取第二状态矩阵；根据第一状态矩阵确定风电场详细模型的特征值，并根据第二状态矩阵确定风电场等值模型的特征值。5.根据权利要求1所述的风电场等值模型稳定性分析适用性的评价参数确定方法，其特征在于，所述确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离，具体包括：利用公式确定风电场详细模型和风电场等值模型在待分析关键模态上对应特征值的平均欧氏距离；其中，为平均欧氏距离，λ
j
为风电场等值模型在待分析关键模态上的第j个特征值，λ
k
为风电场详细模型在待分析关键模态上的第k个特征值，λ
j
和λ
k
为对应特征根，n为特征根的数量，Re()表示实部，Im()表示虚部。6.一种风电场等值模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小江，郭春义，孙栩，谭尚晨，申旭辉，庞博，李春华，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：