[發明專利]風電場風力發電機組的等值風速動態預測方法

在審

• 申請號: 201310365908.8
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103400212A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 黃磊;馮煜堯;郭強
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種預測方法，尤其是涉及一種風電場風力發電機組的等值風速動態預測方法。

背影技術

風電建模中特別重要的一項是將風電場作為一個或幾個部分整體的建模研究。一般來說，一個風電場，往往裝有幾十臺甚至幾百臺風電機組，對電力系統而言，生產實際中更關心的是風電場作為一個整體與電網之間的交互影響。

進行風電場模型在線處理要滿足兩個方面:一是，計算速度和計算規模的要求，盡量建立風電場的整體模型，減少建模數量;二是，計算準確性的要求，特別是要反映整個風場對系統動態特性的影響。不同的風力發電機靜態、暫態特性差別較大，并網特性不盡相同，因此，有必要針對不同的風電機組類型(如雙饋型、直驅型等)分別建立等值模型。

目前的方法中，大部分采用靜態等值的方式，最常用的是PQ模型，根據風電場的有功功率和給定的功率因數估算風電場吸收的無功功率，作為一個普通的負荷節點加入潮流程序。其次是RX模型，這種模型引入轉差的迭代，有功功率不再是定值，更符合實際情況，但這種方法需要交替計算系統潮流方程和風力機的轉差修正量，迭代次數多，收斂速度慢。PZ模型是在以上模型的基礎上提出的，在潮流計算中把風力機當作PQ節點，認為其有功功率就是風力機的機械功率，只與風速有關，再由異步發電機的定子阻抗、轉子阻抗接入電網，這樣構成風電機組的整個模型。當風電場的規模相對較小時，風電場輸出功率的變化對電網電壓的影響很小。由于受到機組無功出力的限制，不能獨立承擔電網電壓的調整作用。因此常采用功率因數恒定控制模式，即定子側功率因數為一定值。具體大小根據電網運行要求和機組的特性而定。這種控制方案并沒有充分發揮該類型風電場無功的調節能力。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種風電場風力發電機組的等值風速動態預測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:

一種風電場風力發電機組的等值風速動態預測方法，包括以下步驟:

1)獲取所有風機的平均風速和風速方差;

2)根據風速方差的大小采用不同的分群方式，將每組風力發電機組內的風機進行分群;

3)根據每臺風機的風速以及風功率曲線，得到各群風機的輸出功率總和以及等值風功率曲線;

4)通過各群風機的輸出功率總和以及等值風功率曲線，預測得到各個群的等值機的等值風速。

步驟2)中判斷風速方差是否大于閾值，若大于閾值，則采用寬松標準，將風機的切入風速和額定風速之間均分為N個群，將額定風速與切出風速之間均分為M個群，使得每個風力發電機組內的風機被至多分為M+N個群;否則采用嚴格標準，使得分群后每個群內的任意兩個風機滿足如下條件:

|vi‾-vj‾|<vth|Si-Sj|<Sth2]]>

其中，是編號為i的風機的平均風速值;是編號為j的風機的平均風速值；v_th是判定閾值;S_i是編號為i的風機的風速方差;S_j是編號為j的風機的風速方差;S_th2是判定閾值。

各群風機的輸出功率總為群內每臺風機功率之和，可根據每臺風機的風速以及風功率曲線求得，等值風功率曲線為各個風機的風功率曲線的疊加。

與現有技術相比，本發明的方法在風速變化后，僅需修改等值機的輸入風速，即可實現快速的調整，而且微分方程數目少，等值效果好。