【技术实现步骤摘要】
本公开涉及等效模型，尤其涉及风力发电系统等效模型构建方法及装置。
技术介绍
1、随着我国“双碳”发展目标及以新能源为主的电力系统发展战略的提出，可再生能源即将迎来新一轮爆发式增长。分布式发电系统因其对改善电力系统稳定性、提高电能质量有重要意义，已成为我国促进可再生能源发展的重要实现方式。
2、风力发电作为一种常见的分布式发电系统，其大量接入配电网会不可避免地影响电网的安全稳定运行。为便于分析风电接入的暂稳态特性及其对电网的具体影响，建立一种既简单又精确的风力发电系统并网等效模型具有重要意义。针对目前常见的直驱永磁风力发电系统，其电磁暂态详细模型虽能够精确描述系统特性，但其模型过于复杂，不适用于大量风电接入配电网的研究。
3、因此，现阶段亟需一种更为有效的直驱永磁风力发电系统并网模型等效建模方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种风力发电系统等效模型构建方法及装置，以至少解决相关技术模型描述能力差、算法收敛速度慢、等值精度低的问题。本专利技术的技术方案如下：
2、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种风力发电系统等效模型构建方法，应用于直驱永磁风力发电系统，该方法包括：根据直驱永磁风力发电系统中的运行变量，构建直驱永磁风力发电系统的初始等效模型，以及，构建基于自然选择的粒子群优化算法模型；确定初始等效模型中运行变量对应的待辨识系数；采用粒子群优化算法模型，对待辨识系数进行更新赋值，以及，确定不同赋值后的待辨识系数的初始等效模型动态响应下，输
3、其中，一组赋值对应一组模型有功功率和模型无功功率。
4、该目标等效模型作为直驱永磁风力发电系统的等效模型。
5、进一步地，初始等效模型包括逆变器控制子模型，逆变器控制子模型包括电压外环控制子模型和电流内环控制子模型；电压外环控制子模型具体为：
6、
7、其中，igdref为d轴网侧电流参考值；udc为逆变器直流侧电压；udcref为直流电压参考值；kup和kui分别为电压外环pi调节器的比例环节系数和积分环节系数；s为微分算子；
8、电流内环控制子模型具体为：
9、
10、其中，ucd和ucq为控制器输出调制波的d轴电压、q轴电压；kip和kii分别为电流内环pi调节器的比例环节系数和积分环节系数；igdref和igqref分别为d轴网侧电流的参考值、q轴网侧电流的参考值；igd和igq分别为直驱永磁风力发电系统并网电流的d轴分量、q轴分量；ugd和ugq分别为直驱永磁风力发电系统并网点电压的d轴分量、q轴分量；l为逆变器交流侧滤波电感；ω为角频率；
11、确定初始等效模型中运行变量对应的待辨识系数包括：电压外环pi调节器的比例环节系数kup和积分环节系数kui、电流内环pi调节器的比例环节系数kip和积分环节系数kii。
12、进一步地，初始等效模型还包括逆变器输出子模型；
13、逆变器输出子模型具体为：
14、
15、其中，uac_base为交流侧电压基准值；und和unq为逆变器输出的d轴电压、q轴电压；ucd和ucq为控制器输出调制波的d轴电压、q轴电压；m为调制指数；udc为直流电压。
16、进一步地，初始等效模型还包括直流侧电容子模型；
17、直流侧电容子模型具体为：
18、
19、其中，udc为直流电压；im为电机侧变流器输出的直流电流；ig为电网侧逆变器输入的直流电流；c为直流电容；pm为电机侧变流器的直流输出功率；igd和igq分别为直驱永磁风力发电系统并网电流的d轴分量、q轴分量；ugd和ugq分别为直驱永磁风力发电系统并网点电压的d轴分量、q轴分量；
20、确定初始等效模型中运行变量对应的待辨识系数还包括：直流电容c。
21、进一步地，初始等效模型还包括逆变器交流侧滤波电感子模型；
22、逆变器交流侧滤波电感子模型具体为：
23、
24、其中，und和unq为逆变器输出的d轴电压、q轴电压；l为逆变器交流侧滤波电感；
25、确定初始等效模型中运行变量对应的待辨识系数还包括：逆变器交流侧滤波电感l。
26、进一步地，初始等效模型还包括功率输出子模型；
27、功率输出子模型为：
28、
29、其中，p和q分别为直驱永磁风力发电系统的风机整体输出的模型有功功率和模型无功功率。
30、进一步地，粒子群优化算法模型包括：
31、xm,l(t+1)＝xm,l(t)+vm,l(t+1)
32、
33、其中，m为粒子对应的序号；l是待辨识系数的个数；vm,l为第m个粒子速度矢量的第l维分量；xm,l为第m个粒子位置矢量的第l维分量；pm,l为第m个粒子位置矢量的第l维分量所经历的最好位置；为惯性权重值；c1，c2为学习因子；r1，r2为介于[0，1]之间的随机数；t为搜索次数。
34、进一步地，目标函数具体为：
35、
36、其中，ps(k)和qs(k)分别为第k个采样点对应的有功功率和无功功率的实际测量值；peq(k)和qeq(k)分别为在初始等效模型上采集的第k个采样点输出的模型有功功率和模型无功功率；n为采样点数。
37、进一步地，粒子群优化算法模型还包括：
38、
39、其中，f，n分别为目标函数输出的适应度函数值和粒子数；sort()、round()分别是择优排序函数和取整函数；e为中间变量；x，v分别为位置和速度。
40、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种风力发电系统等效模型构建装置，应用于直驱永磁风力发电系统，该装置包括：
41、构建单元，用于根据所述直驱永磁风力发电系统中的运行变量，构建所述直驱永磁风力发电系统的初始等效模型，以及，构建基于自然选择的粒子群优化算法模型；
42、第一确定单元，用于确定所述初始等效模型中运行变量对应的待辨识系数；
43、赋值更新单元，用于采用所述粒子群优化算法模型，对所述待辨识系数进行更新赋值，以及，确定不同赋值后的待辨识系数的初始等效模型下，对应输出的多组模型有功功率和模型无功功率；并按照目标函数，从所述多组模型有功功率和模型无功功率中，确定出一组最优的目标模型有功功率和目标模型无功功率；
44、第二确定单元，用于将所述目标模型有功功率和目标模型无功功率对应的赋值的待辨识系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风力发电系统等效模型构建方法，其特征在于，应用于直驱永磁风力发电系统，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型包括逆变器控制子模型，所述逆变器控制子模型包括电压外环控制子模型和电流内环控制子模型；所述电压外环控制子模型具体为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括逆变器输出子模型；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括直流侧电容子模型；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括逆变器交流侧滤波电感子模型；
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括功率输出子模型；
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述粒子群优化算法模型包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标函数具体为：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述粒子群优化算法模型还包括：
10.一种风力发电系统等效模型构建装置，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种风力发电系统等效模型构建方法，其特征在于，应用于直驱永磁风力发电系统，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型包括逆变器控制子模型，所述逆变器控制子模型包括电压外环控制子模型和电流内环控制子模型；所述电压外环控制子模型具体为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括逆变器输出子模型；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型还包括直流侧电容子模型；
5.根据权利要求4所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵乐，张啸虎，许凌，张梦瑶，胡蓉，杜非，刘仲，张希鹏，庄侃沁，陆建忠，牟善科，杨楠，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华东分部，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。