基于节点消去的风机等值建模方法、建模装置和存储介质制造方法及图纸

本申请实施例公开了基于节点消去的风机等值建模方法、建模装置和存储介质，能够降低对电力系统中电气拓扑结构的计算复杂度，提升对电气节点的电气量信息的计算速度，从而缩短整个风电机组系统的等值建模的计算时长，提升建模速度和效率。该方法包括：构建风电机组系统的全网络电气拓扑结构，其中全网络电气拓扑结构中包括风电机组系统中全部电气节点；基于节点消去法对全网络电气拓扑结构进行节点消去，得到风电机组系统的等效电气拓扑结构，其中等效电气拓扑结构中等效电气节点的数量小于风电机组系统中电气节点的数量；根据等效电气拓扑结构计算得到等效电气节点对应的电气量信息；根据等效电气节点对应的电气量信息，获取全网络电气拓扑结构中全部电气节点的电气量信息，完成对风电机组系统的等值建模。完成对风电机组系统的等值建模。完成对风电机组系统的等值建模。

【技术实现步骤摘要】
基于节点消去的风机等值建模方法、建模装置和存储介质


[0001]本申请涉及风电机组的等值建模
，尤其涉及基于节点消去的风机等值建模方法、建模装置和存储介质。

技术介绍

[0002]近年来大规模海上风电等关键主体的大规模、多电压等级的接入，将导致电力系统规模体量和复杂度急剧增加，大规模高比例电力电子设备开关频率高、计算量大，对实时仿真构成巨大的挑战，现有常见的实时仿真平台及模型难以满足未来大规模风电接入的新型电力系统仿真需求。
[0003]随着电力系统规模体量和复杂度急剧增加，使用目前实时仿真平台及模型相关的等值建模方法进行建模，其计算复杂度较大，相应的计算速度也会被拖慢，导致当前使用的等值建模方法的效果逐渐变差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，本申请提出了基于节点消去的风机等值建模方法、建模装置和存储介质，能够降低对电力系统中电气拓扑结构的计算复杂度，提升对电气节点的电气量信息的计算速度，从而缩短整个风电机组系统的等值建模的计算时长，提升建模速度和效率。
[0005]第一方面，本申请提供了一种基于节点消去的风机等值建模方法，包括：
[0006]构建风电机组系统的全网络电气拓扑结构，其中全网络电气拓扑结构中包括风电机组系统中全部电气节点；
[0007]基于节点消去法对全网络电气拓扑结构进行节点消去，得到风电机组系统的等效电气拓扑结构，其中等效电气拓扑结构中等效电气节点的数量小于风电机组系统中电气节点的数量；
[0008]根据等效电气拓扑结构计算得到等效电气节点对应的电气量信息；
[0009]根据等效电气节点对应的电气量信息，获取全网络电气拓扑结构中全部电气节点的电气量信息，完成对风电机组系统的等值建模。
[0010]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据等效电气拓扑结构计算得到等效电气节点对应的电气量信息，包括：
[0011]根据等效电气拓扑结构计算等效电气节点对应的导纳矩阵和电流列向量，其中电流列向量中包括注入等效电气节点的所有电流，导纳矩阵是由等效电气节点中相邻节点之间的导纳构成；
[0012]将等效电气节点对应的导纳矩阵和电流列向量，与等效电气拓扑结构中的其他电气网络连接进行电磁暂态网络方程求解，得到等效电气节点对应的节点电压。
[0013]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，根据等效电气节点对应的电气量信息，获取全网络电气拓扑结构中全部的电气节点对应的电气量信息，包括：
[0014]结合全网络电气拓扑结构，根据等效电气节点对应的节点电压计算全网络电气拓扑结构中全部电气节点对应的节点电压和支路电流。
[0015]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，风电机组系统中包括风电机组、第一交流滤波器、第二交流滤波器、整流逆变器、第一电感、第二电感和升压变压器。
[0016]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，等效电气拓扑结构中包括三个等效电气节点，记为a、b和c，三个等效节点分别与升压变压器中的三相绕组相对应。
[0017]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，三个等效电气节点对应的导纳矩阵G为：
[0018][0019]其中，Gaa为节点a的输入电导；Gab为节点a至节点b的转移电导，Gac为节点a至节点c的转移电导，Gba为节点b至节点a的转移电导，Gbb为节点b的输入电导，Gbc为节点b至节点c的转移电导，Gca为节点c至节点a的转移电导，Gcb为节点c至节点b的转移电导，Gcc为节点c的输入电导。
[0020]可选的，在第一方面的一种可能的实现方式中，三个等效电气节点对应的电流列向量I为：
[0021][0022]其中，Ia、Ib和Ic分别为节点a、b和c的注入电流。
[0023]第二方面，本申请提供了一种建模装置，包括：
[0024]构建模块、节点消去模块、计算模块和获取模块；
[0025]构建模块用于：构建风电机组系统的全网络电气拓扑结构，其中全网络电气拓扑结构中包括风电机组系统中全部电气节点；
[0026]节点消去模块用于：基于节点消去法对全网络电气拓扑结构进行节点消去，得到风电机组系统的等效电气拓扑结构，其中等效电气拓扑结构中等效电气节点的数量小于风电机组系统中电气节点的数量；
[0027]计算模块用于：根据等效电气拓扑结构计算得到等效电气节点对应的电气量信息；
[0028]获取模块用于：根据等效电气节点对应的电气量信息，获取全网络电气拓扑结构中全部电气节点的电气量信息，完成对风电机组系统的等值建模。
[0029]第三方面，本申请还提供了一种建模装置，包括：
[0030]处理器和存储器，所述存储器上存储由可执行代码；
[0031]当可执行代码被处理器执行时，使得处理器执行如上第一方面及其任一种实现方式中所述的方法。
[0032]第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当可执行代码被建模装置调用时，使得建模装置执行如上第一方面及其任一种实现方式中所述的方法。
[0033]本申请提供的技术方案具有以下有益效果：
[0034]本申请技术方案中，基于节点消去法对风电机组系统进行等值建模，一方面，节点消去法可以确保等效电气拓扑结构的计算精度与等值前后全网络电气拓扑结构的计算精度不变；另一方面，通过等值后的等效电气拓扑结构可以减少电气节点的数量，降低对电气拓扑结构的计算复杂度，提升对电气节点的电气量信息的计算速度，从而缩短整个风电机组系统的等值建模的计算时长，提升建模速度和效率。
[0035]应理解，本申请技术方案中的等值建模方法等值前后信息是可逆的，可以通过等值后的等效电气拓扑结构中的电压和电流等电气量信息，获取等值之间的详细电路的电压和电流等电气量信息。
[0036]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0037]通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0038]图1为本申请实施例中基于节点消去的风机等值建模方法的一个流程示意图；
[0039]图2为本申请实施例中风电机组系统的一个结构示意图；
[0040]图3为本申请实施例中风电机组系统的等效电气拓扑结构的一个结构示意图；
[0041]图4为本申请实施例中建模装置的一个结构示意图；
[0042]图5为本申请实施例中建模装置的另一个结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于节点消去的风机等值建模方法，其特征在于，包括：构建风电机组系统的全网络电气拓扑结构，其中所述全网络电气拓扑结构中包括所述风电机组系统中全部电气节点；基于节点消去法对全网络电气拓扑结构进行节点消去，得到所述风电机组系统的等效电气拓扑结构，其中所述等效电气拓扑结构中等效电气节点的数量小于所述风电机组系统中电气节点的数量；根据所述等效电气拓扑结构计算得到所述等效电气节点对应的电气量信息；根据所述等效电气节点对应的电气量信息，获取所述全网络电气拓扑结构中全部电气节点的电气量信息，完成对所述风电机组系统的等值建模。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电气拓扑结构计算得到所述等效电气节点对应的电气量信息，包括：根据所述等效电气拓扑结构计算所述等效电气节点对应的导纳矩阵和电流列向量，其中所述电流列向量中包括注入所述等效电气节点的所有电流，所述导纳矩阵是由所述等效电气节点中相邻节点之间的导纳构成；将所述等效电气节点对应的导纳矩阵和电流列向量，与所述等效电气拓扑结构中的其他电气网络连接进行电磁暂态网络方程求解，得到所述等效电气节点对应的节点电压。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电气节点对应的电气量信息，获取所述全网络电气拓扑结构中全部的电气节点对应的电气量信息，包括：结合所述全网络电气拓扑结构，根据所述等效电气节点对应的节点电压计算所述全网络电气拓扑结构中全部电气节点对应的节点电压和支路电流。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风电机组系统中包括风电机组、第一交流滤波器、第二交流滤波器、整流逆变器、第一电感、第二电感和升压变压器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等效电气拓扑结构中包括三个等效电气节点，记为a、b和c，所述三个等效节点分别与所述升压变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚鑫泽，胡斌江，邢超，郭琦，李胜男，朱益华，马红升，卢远宏，许守东，郭天宇，覃日升，陈智豪，徐志，周鑫，何廷一，何鑫，和鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：