一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法技术

一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法，包括如下步骤：步骤a：读入各风机的输入数据，包括：风机的模型参数；风机的输入风速；风机的风功率特性；所研究的扰动信息：风速扰动或电气故障；步骤b：根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；步骤c：输出风电场动态等值的计算结果，包括：风机的分群信息；等值机的模型参数；等值机的输入风速曲线。本发明专利技术的有益效果如下：本发明专利技术充分考虑了风机输入风速对等值计算的影响，并根据输入风速的特性来对风机进行分群，从而提高了等值计算的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力仿真建模领域，具体涉及一种含双馈风电机组的大型风电场集中接入电网的动态等值方 法。
技术介绍
近年来，风力发电得到迅猛发展。随着越来越多的大型风电场开始接入电网，必须对大型风电场接入电网所带来的影响开展深入研究。风电场中风电机组数目众多，如果对每台机组分别进行详细建模，则微分方程的个数将会显著增加，仿真时间就会过长；而对风电场进行动态等值可显著减少模型的阶数和仿真时间，同时能够正确反映风电场对系统的影响。文献一《一种大规模风电集中接入电网的风电场等值建模方法》(专利申请公布号CN 101882167 Α)提出了适合鼠笼式异步风电机组的动态等值方法；与鼠笼式异步风电机组相比，双馈风电机组具有显著的优良特性，如有功功率和无功功率的解耦控制等，从而得到越来越广泛的应用；本文主要研究双馈风电机组的动态等值问题。最常用的等值方法是将输入风速相近的风机等值在一起；但是在实现该方法时必须解决两个问题其一是如何对输入风速的相近性进行量化；其二是如何计算输入等值机的输入风速。文献二《Equivalent Models of Wind Farms by Using Aggregated Wind Turbines and Equivalent Winds》 (Engergy Conversion and Management 2009 年 3 月号第 50 卷第 3 期第 691 页)提出通过等值风速法来解决这两个问题将所有风机等值为一台机，从而避免了风速的划分问题，并通过风机的风功率曲线计算出输入等值机的等值风速。文献二的等值风速法简单地将所有风机等值在一起，并没有对输入风速的相近性进行量化，这将导致动态等值计算的结果无法满足工程应用的要求，具体原因如下。附图说明图1所示为双馈风电机组典型的风功率曲线(文献三《PSD-BPA暂态稳定程序用户手册》中国电力科学研究院2007)；图中Fctms和〖；^分别表示风机的切入风速和切出风速“是风电机组的额定风速是风电机组的额定有功出力；K,t-in和&之间曲线代表风机的最大功率跟踪特性，而当风速高于&时，风机将通过调节桨矩角把输出功率限制在额定功率值”由图1可知当在输入风速高于额定风速和输入风速低于额定风速的两种不同情况下，风机具有完全不同的动态响应和控制特性，如果把处于这两种不同情况下的风机等值在一起将会造成大的偏差；另一方面，如果两台风机的输入风速的平均值比较接近，但是如果其中一台的输入风速的瞬时值与其平均值偏差很大，而另一台的输入风速的瞬时值与其平均值偏差很小，则将它们等值在一起也会造成大的偏差。所以在等值计算时必须首先对输入风速的相近性进行量化，否则等值后的模型将无法正确反应风电场对系统的影响。
技术实现思路
对于含双馈风电机组的大型风电场集中接入电网的动态等值问题，本专利技术针对现有技术的不足(没有充分考虑风机输入风速对等值计算的影响)，提出了新的解决方案首先根据输入风速的特性对风机进行分群，而同群的机组将被等值为一台机；之后将计算输入等值机的等值风速。其中的基本假设为(1)风电场中所有风电机组均为同型号的双馈风电机组；(2)在研究大型风电场集中接入电网的动态等值问题时，忽略风电场内部各机组与并网点电气接线之间的差异(文献二)。本专利技术所提的解决方案如图2所示，其中包括如下具体步骤 a读入各风机的输入数据，包括(1)风机的模型参数；(2)风机的输入风速； (3)风机的风功率特性；(4)所研究的扰动信息风速扰动或电气故障等；b根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；c输出风电场动态等值的计算结果，包括(1)风机的分群信息；(2)等值机的模型参数；(3)等值机的输入风速曲线。步骤b中的算法包括以下内容(1)对风机进行分群，将型号相同且风速相近的风机定义为一群，其中包含如下内容 <1>计算每一风机的输入风速的平均值和方差输入风速平均值的计算公式如式(1)—k ⑴ V = —n +1其中，~是仿真的开始时刻，^是仿真的结束时刻，Vi是t时刻的风速值，h和4之间共有n+l个仿真时刻。本专利技术在对风机的分群标准中引入方差的指标，用于量化输入风速的瞬时值与其平均值偏差之间的偏差值。方差指标中需要考虑两个因素首先需要区分正、负偏差值之间的差别；其次在计算方差时还需要区分不同仿真时刻下偏差之间的偏差，为此，在方差公式中引入一个权重值，它在不同的仿真时刻应有不同的取值。综合以上，需要分别计算正半方差^和负半方差；其中正半方差σ+的计算公式是I 17= ^- (2)'I Σ-,I Ma其中，ν由式(1)给出，e 是在 ρ和‘之间所有满足> 7的时刻；而t时刻的权重值·η由式(3)给出 1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤ａ　：读入各风机的输入数据，包括：　风机的模型参数；　风机的输入风速；风机的风功率特性；所研究的扰动信息：风速扰动或电气故障；步骤ｂ　：根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；步骤ｃ　：输出风电场动态等值的计算结果，包括：　风机的分群信息；　等值机的模型参数；　等值机的输入风速曲线。

【技术特征摘要】
1.一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤a 读入各风机的输入数据，包括风机的模型参数；风机的输入风速；风机的风功率特性；所研究的扰动信息风速扰动或电气故障；步骤b 根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；步骤c 输出风电场动态等值的计算结果，包括风机的分群信息；等值机的模型参数；等值机的输入风速曲线。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟昭军，薛峰，方勇杰，李威，常康，宋晓芳，李峰，鲍颜红，李碧君，李吉晨，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：84