一种考虑风电不确定性的风电场等值建模及调用方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑风电不确定性的风电场等值建模及调用方法，首先，建立风电场风电机组输入风速数据库；然后，采用四机简化建模方法对风电场风电机组进行聚类；其次，建立Fisher判别函数，采用回代检验方法对风电场风电机组聚类结果进行合并；接着，采用容量加权法计算风电场简化数学模型的等值参数；最后，基于所建立的Fisher判别函数判断新数据样本的类别并调用相应等值模型，从而进行电力系统暂稳特性分析。暂稳特性分析。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风电不确定性的风电场等值建模及调用方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，更为具体地讲，涉及一种考虑风电不确定性的风电场等值建模及调用方法。

技术介绍

[0002]近年来，作为一种重要的非化石清洁能源，风力发电在全球范围内得到了快速的发展。然而，随着大容量、高比例风电场接入电网，风力资源所固有的间歇性和不确定性对电力系统的安全稳定运行带来了巨大的挑战。为准确量化评估风力发电不确定性对系统的影响，开展电力系统概率安全稳定分析是一项重要且必须开展的工作。
[0003]然而，在传统电力系统概率安全稳定分析中，风电场通常被简化建模为一个PQ节点或一台单机等值模型，未计及尾流效应对风电场简化建模的影响。现有确定性电力系统安全稳定分析结果表明，简化建模为PQ节点的风电场等值模型仅能适用于系统稳态潮流分析，无法表征风电场在暂态稳定下的动态特征。与此同时，相对于已广泛使用的多机等值建模方法，未计及尾流效应的单机等值建模方法将显著降低等值模型的准确性和鲁棒性。为此，在考虑风电不确定性的电力系统概率安全稳定分析中，建立一种计及风电场尾流效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑风电不确定性的风电场等值建模及调用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、建立风电场风电机组输入风速数据库；采集风电场风电机组输入风速历史数据，建立风电场风电机组的输入风速历史数据库：其中，表示第j条历史数据中风电场第i台风电机组的输入风速，M为风电场内风电机组的数量，N为所记录的风电机组输入风速历史数据的样本数；(2)、风电场风电机组聚类；(2.1)、采用四机简化建模方法对风电场风电机组进行聚类；(2.1.1)、根据输入风速历史数据库中的第j条历史数据，将风电机组分为4类：将输入风速位于V
cut
‑
in
和V1之间的风电机组归为EM1，将输入风速位于V1和V2之间的风电机组归为EM2，将输入风速位于V2和V3之间的风电机组归为EM3，将输入风速位于V3和V
cut
‑
out
之间的风电机组归为EM4；其中，V
cut
‑
in
和V
cut
‑
out
风电机组的切入风速和切除风速，V1为风电机组最大功率跟踪的启动风速，V3为风电机组最大功率跟踪的结束风速，V2计算方法如下：其中，K为输入风速位于风电机组最大功率跟踪区间内的风电机组个数，f
‑1为风电机组功率输出曲线的逆函数，P
k
为输入风速位于风电机组最大功率跟踪区间内第k台风电机组输出的有功功率；(2.1.2)、重复以上步骤，直至完成历史数据库中所有历史数据的风电机组聚类；(2.2)、将具有相同风电机组聚类结果的历史数据归为一个组别，假设共得到N1组独立的风电机组聚类结果；(3)、风电场风电机组聚类结果的合并；(3.1)、基于N1组风电机组聚类结果，构造Fisher判别准则的判别函数；(3.2)、基于所建立的Fisher判别函数，采用回代检验方法，对具有相似特征的风电机组聚类结果进行合并，合并后共得到N2组风电机组聚类结果；(3.3)、计算每一组风电机组聚类结果的概率：其中，n
i1
为第i1组风电机组聚类结果中的样本数，i1＝1,2,
…
,N2；(3.4)将N2组风电机组聚类结果按概率大小降序排列，当概率最大的前N3组独立风电机组聚类结果的概率之和大于阈值ε1时，仅保留前N3组风电机组聚类结果；(4)、采用容量加权法计算风电场简化数学模型的等值参数；
(4.1)、对于N3组风电机组聚类结果中的第j1组风电机组聚类结果，j1＝1，2，
…
,N3，将归入EM1，EM2，EM3和EM4的风电机组各自独立聚合为一台等值风机，计算EM
i'
所对应等值风机的等值参数为：等值参数为：等值参数为：其中，k
i'
为EM
i'
中风电机组的个数，i'＝1，2，3，4；S
k
和P
k
分别为第k组风电机组的视在功率和有功功率，R
s
和R
r
分别为定子和转子的电阻，X
s
和X
r
分别为定子和转子的电抗，X
m
为磁化电抗，H
t_k
和H
g_k
分别为第k组风电机组的风轮机和发电机的惯性时间常数，K
s_k
为第k组风电机组的轴系刚度系数；S
i'
和P
i'
分别为EM
i'
所对应等值风机的等值视在功率和等值有功功率；R
s_i'
和R
r_i'
分别为EM
i'
所对应等值风机的等值定子电阻和等值转子电阻；X
s_i'
和X
r_i'
分别为EM
i'
所对应等值风机的等值定子电抗和等值转子电抗；X
m_i'
为EM
i'
所对应等值风机的等值磁化电抗；H
t_i'
和H
g_i'
分别为EM
i'
所对应等值风机的等值风轮机和发电机的惯性时间常数；K
s_i'
为EM
i'
所对应等值风机的等值轴系刚度系数；(4.2)、对于N3组风电机组聚类结果中的第j1组风电机组聚类结果，计算EM
i'
所对应的集电线路等值阻抗为：其中，Z
i'
为EM
i'
所对应等值风机集电线路的等值阻抗，Z
k
为EM
i'
中第k台风电机组的线路阻抗，P
k
为流过Z
k
的有功功率，P
s

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，张真源，井实，易建波，任杰，唐啸天，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：