[發明專利]計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模方法與裝置

有效

• 申請號: 201510377233.8
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104992017B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 張毅明;鞠平;孫建華;余一平;陳軍;熊浩清;金宇清;朱驥云;孫冉;周冰;張慶文;李俊周;王成慶;劉曉波;劉詠飛;李洪宇
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網河南省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 王培松,朱顯國

1.一種計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模方法，其特征在于，該方法包括：

(1)確定廣義負荷模型結構

風電場接于配網側時，從樞紐母線角度，該區域等效為廣義電力負荷，廣義負荷模型結構包括無功補償設備、靜態負荷、感應電動機負荷、異步發電機、功率注入模塊、配網等值阻抗，其中異步發電機經功率注入模塊與無功補償設備、靜態負荷、感應電動機負荷并聯在虛擬負荷母線一側，虛擬負荷母線另一側經配網等值阻抗接入外部電網；其中異步發電機等效替代風電場的暫態特性，功率注入模塊反映風電場功率隨機波動特性；

(2)通過統計綜合法得到異步發電機聚合參數

風電場功率輸出在觀測過程中是時變的，風電場的其他電氣參數是非時變的，所以等值異步發電機的電氣參數通過對各單臺異步發電機進行容量加權聚合得到；

(3)負荷模型參數辨識

調取負荷節點故障軌跡與風電場出力，將兩處記錄的功率相加得到純負荷的功率動態信息；對數據進行預處理獲得可用于參數辨識的電壓、純負荷有功功率和無功功率數據，采用粒子群算法從動態軌跡信息中辨識得到所提出負荷模型中電動機負荷、靜態負荷、無功補償、配網等值阻抗參數；

(4)配置用戶自定義程序并生成動態鏈接庫

用戶自定義程序實現注入功率的計算或導入；根據用戶的需要由風電場實測數據獲得注入功率，換算成時變電流形式進行注入；或者由用戶自定義注入功率，換算成時變電流形式進行注入；自定義程序以動態鏈接庫的形式生成，供混合時域仿真軟件調用；

(5)注入功率波動數據

在暫態分析和小擾動特征值分析時，屏蔽功率注入模塊，僅考慮異步發電機的動態特性；在計及風電功率隨機波動特性進行中長期動態分析時，激活功率注入模塊，該模塊以時變電流形式向系統注入。

2.根據權利要求1所述的計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模方法，其特征在于，前述步驟(1)中，所述靜態負荷采用ZIP模型，所述感應電動機負荷與異步發電機采用計及機電暫態的感應電機模型。

3.根據權利要求1所述的計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模方法，其特征在于，前述步驟(5)中，功率注入模塊的數據通過風電場實測獲得或通過自定義數據生成獲得。

4.根據權利要求1所述的計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模方法，其特征在于，在該廣義負荷模型建立后，不計及風電功率隨機波動分析時屏蔽功率注入模塊，進行風電功率隨機波動影響分析時激活功率注入模塊，所述功率注入模塊以時變電流形式注入負荷母線。

5.一種計及風電功率隨機波動的廣義負荷建模裝置，其特征在于，該裝置包括：

用于確定廣義負荷模型結構的模塊，被設置成按照下述方式確定廣義負荷模型的結構：風電場接于配網側時，從樞紐母線角度，該區域等效為廣義電力負荷，廣義負荷模型結構包括無功補償設備、靜態負荷、感應電動機負荷、異步發電機、功率注入模塊、配網等值阻抗，其中異步發電機經功率注入模塊與無功補償設備、靜態負荷、感應電動機負荷并聯在虛擬負荷母線一側，虛擬負荷母線另一側經配網等值阻抗接入外部電網；其中異步發電機等效替代風電場的暫態特性，功率注入模塊反映風電場功率隨機波動特性；

用于通過統計綜合法得到異步發電機聚合參數的模塊，被設置成通過下述方式得到異步發電機聚合參數：等值異步發電機的電氣參數通過對各單臺異步發電機進行容量加權聚合得到；

用于負荷模型參數辨識的模塊，被設置成通過下述方式辨識負荷模型參數：調取負荷節點故障軌跡與風電場出力，將兩處記錄的功率相加得到純負荷的功率動態信息；對數據進行預處理獲得可用于參數辨識的電壓、純負荷有功功率和無功功率數據，采用粒子群算法從動態軌跡信息中辨識得到所提出負荷模型中電動機負荷、靜態負荷、無功補償、配網等值阻抗參數；

用于配置用戶自定義程序并生成動態鏈接庫的模塊，被設置成通過下述方式配置動態鏈接庫：用戶自定義程序實現注入功率的計算或導入；根據用戶的需要由風電場實測數據獲得注入功率，換算成時變電流形式進行注入；或者由用戶自定義注入功率，換算成時變電流形式進行注入；自定義程序以動態鏈接庫的形式生成，供混合時域仿真軟件調用；

用于注入功率波動數據的模塊，被設置成按照下述方式注入功率波動數據：在暫態分析和小擾動特征值分析時，屏蔽功率注入模塊，僅考慮異步發電機的動態特性；在計及風電功率隨機波動特性進行中長期動態分析時，激活功率注入模塊，該模塊以時變電流形式向系統注入。