[發明專利]一種直驅風電機組建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201410708977.9
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104392056B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 劉海濤;吳林林;藍海波;劉輝;桑天松;徐海翔
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網冀北電力有限公司;華北電力科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李秀蕓

技術領域

本發明涉及直驅風電技術領域，特別涉及一種直驅風電機組建模方法及裝置。

背景技術

隨著化石能源的日漸枯竭，以及環境保護的壓力增加，人們對清潔可持續能源的渴求日益強烈。風電以其技術成熟、資源豐富的優勢，在清潔能源發展中處于優先位置。隨著風電的跨越式發展，風電裝機規模的爆發式增長與電網建設相對滯后的矛盾日益凸顯。應對大規模風電接入的源網協調技術成為電力生產和科研的熱點和重點。而開展上述工作的基礎是建立合適且準確的風電機組數學和仿真模型。目前，國際上IEC-TC88-WG27風力發電建模工作組、美國WECC建模工作組等研究組織或機構均在開展風電機組/風電場的建模工作，中國電科院牽頭編寫的能源行業標準《風電機組低電壓穿越建模及驗證方法》也已報批。上述標準提供了通用的風電機組仿真模型，為開展針對性的仿真建模工作提供了有效指導。

目前針對風電機組建模的研究也已經比較成熟，基于多種仿真平臺的風電機組模型已有文獻介紹，并基于上述模型開展了包括低電壓穿越、并網控制、功率調節等一系列研究。但是目前主流研究中風電機組的模型都基于通用的理論模型，所建立的模型沒有經過實際運行數據的驗證，模型的準確性和適用性較低，不能夠完全準確模擬大規模風電接入后的運行工況。

發明內容

為解決現有技術的問題，本發明提出一種直驅風電機組建模方法及裝置，直驅風電機組低電壓穿越測試獲取的豐富實測數據，基于低電壓穿越測試數據對直驅風電機建模。從而建立的模型的準確性和適用性都很高。

為實現上述目的，本發明提供了一種直驅風電機組建模方法，該方法包括：

通過低電壓穿越現場測試獲得待建模的直驅風電機組的低電壓穿越實測特性曲線及測試數據；

對比待建模的直驅風電機組的低電壓穿越特征與直驅風機模型庫內存儲的信息，完成風機類型匹配和風機特性匹配，從所述直驅風機模型庫中找出與待建模的直驅風電機組最相似的已知風電機組模型；所述風機類型匹配的信息包括：風機低穿保護裝置信息、保護觸發條件信息、保護退出時延信息；所述風機特性匹配的信息包括：將風電機組曲線劃分為故障前、故障中和故障后三個區，根據暫態和穩態過程將所述三個區進一步劃分；

根據已知風電機組模型的參數類型確定待建模的直驅風電機組的待辨識參數對象，并將已知風機模型的參數作為待建模的直驅風電機組的待辨識參數對象的初始參數；其中，所述待辨識參數包括：直流電壓外環控制器比例增益K_vdc、直流電壓外環控制器時間常數T_vdc、無功功率外環控制器比例增益K_Q、無功功率外環控制器時間常數T_Q、低電壓穿越控制器無功電流最大值i_max、低電壓穿越控制器直流電壓上限值U_{dc_max}、低電壓穿越控制器直流電壓下限值U_{dc_min}、低電壓穿越控制器電網電壓外環控制比例增益K_Vs、低電壓穿越控制器電網電壓外環控制時間常數T_Vs；

利用初始參數和風機實測特性曲線，通過遺傳算法確定待辨識參數，獲得滿足誤差要求的參數；并利用滿足誤差要求的參數獲得待建模的直驅風電機組的模型。

優選地，還包括：

將建成的直驅風電機組的模型存入所述直驅風機模型庫內。

優選地，所述直驅風機模型庫包括：風機模型模塊、低電壓穿越類型模塊、待建模的風機實測曲線模塊、風機模型的參數模塊。

為實現上述目的，本發明還提供了一種直驅風電機組建模裝置，該裝置包括：

現場測試單元，用于通過低電壓穿越現場測試獲得待建模的直驅風電機組的低電壓穿越實測特性曲線及測試數據；

匹配單元，用于對比待建模的直驅風電機組的低電壓穿越特征與直驅風機模型庫內存儲的信息，完成風機類型匹配和風機特性匹配，從所述直驅風機模型庫中找出與待建模的直驅風電機組最相似的已知風電機組模型；所述風機類型匹配的信息包括：風機低穿保護裝置信息、保護觸發條件信息、保護退出時延信息；所述風機特性匹配的信息包括：將風電機組曲線劃分為故障前、故障中和故障后三個區，根據暫態和穩態過程將所述三個區進一步劃分；