[發明專利]直驅風電場等值方法和系統

有效

• 申請號: 201610015797.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105576654B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 齊金玲;金小明;晁璞璞;李衛星
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;哈爾濱工業大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周清華,崔春

1.一種直驅風電場等值方法，其特征在于，包括以下步驟：

對單臺直驅式風電機組進行故障仿真試驗，根據全風速運行區域內不同電壓跌落深度下直驅式風電機組出口處的有功功率響應曲線建立各個電壓跌落深度下的離線數據庫；

根據風電場實時測量的電壓跌落深度，從所述離線數據庫中為風電場中的每臺直驅式風電機組選擇匹配的離線數據庫，根據每臺直驅式風電機組的風速為每臺直驅式風電機組從匹配的離線數據庫中匹配相應的有功功率響應曲線，并對獲得的有功功率響應曲線進行聚類分群；

根據聚類分群結果將所述直驅式風電機組劃分為若干個機組群，計算每個機組群的等值參數，根據分群結果和等值參數建立直驅風電場等值模型。

2.根據權利要求1所述的直驅風電場等值方法，其特征在于，根據全風速運行區域內不同電壓跌落深度下直驅式風電機組出口處的有功功率響應曲線建立各個電壓跌落深度下的離線數據庫的步驟包括：

為所述直驅式風電機組單機故障試驗建立單機故障仿真模型；

設置所述直驅式風電機組的輸入風速；

設置所述單機故障仿真模型中故障期間直驅式風電機組機端的電壓跌落深度；

根據所述單機故障仿真模型對全風速運行區域內不同電壓跌落深度情況進行仿真，得到所述有功功率響應曲線；

根據所述有功功率響應曲線建立離線數據庫。

3.根據權利要求2所述的直驅風電場等值方法，其特征在于，所述單機故障仿真模型包括直驅式風電機組、集電線路、機端升壓變壓器、電網系統和故障發生器模型，其中，所述直驅式風電機組模型包括風力機、軸系、永磁同步發電機、全功率變流器及其控制系統、變槳距控制系統和卸荷電路及其控制系統模型。

4.根據權利要求2所述的直驅風電場等值方法，其特征在于，所述單機故障仿真模型中故障期間直驅式風電機組機端電壓跌落深度的范圍為額定電壓的10％至100％，步長間隔為額定電壓的10％。

5.根據權利要求1所述的直驅風電場等值方法，其特征在于，所述等值參數包括等值風速、直驅式風電機組等值參數和等值集電線路。

6.根據權利要求1所述的直驅風電場等值方法，其特征在于，對匹配的離線數據庫中的有功功率響應曲線進行聚類分群的步驟包括：

計算所述匹配的離線數據庫中的有功功率響應曲線兩兩之間的切比雪夫距離和歐式距離；

根據所述切比雪夫距離和歐式距離對所述匹配的離線數據庫中的有功功率響應曲線進行聚類分群。

7.一種直驅風電場等值系統，其特征在于，包括：

第一建立模塊，用于對單臺直驅式風電機組進行故障仿真試驗，根據全風速運行區域內不同電壓跌落深度下直驅式風電機組出口處的有功功率響應曲線，建立各個電壓跌落深度下的離線數據庫；

聚類模塊，用于根據風電場實時測量的電壓跌落深度，從所述離線數據庫中為風電場中的每臺直驅式風電機組選擇匹配的離線數據庫，根據每臺直驅式風電機組的風速為每臺直驅式風電機組從匹配的離線數據庫中匹配相應的有功功率響應曲線，并對獲得的有功功率響應曲線進行聚類分群；

第二建立模塊，用于根據聚類分群結果將所述直驅式風電機組劃分為若干個機組群，計算每個機組群的等值參數，根據分群結果和等值參數建立直驅風電場等值模型。

8.根據權利要求7所述的直驅風電場等值系統，其特征在于，所述第一建立模塊包括：

第一建立單元，用于為所述直驅式風電機組單機故障試驗建立單機故障仿真模型；

第一設置單元，用于設置所述直驅式風電機組的輸入風速；

第二設置單元，用于設置所述單機故障仿真模型中故障期間直驅式風電機組機端的電壓跌落深度；

仿真單元，用于根據所述單機故障仿真模型對全風速運行區域內不同電壓跌落深度情況進行仿真，得到所述有功功率響應曲線；

第二建立單元，用于根據所述有功功率響應曲線建立離線數據庫。

9.根據權利要求8所述的直驅風電場等值系統，其特征在于，所述單機故障仿真模型包括直驅式風電機組、集電線路、機端升壓變壓器、電網系統和故障發生器模型，其中，所述直驅式風電機組模型包括風力機、軸系、永磁同步發電機、全功率變換器及其控制系統、變槳距控制系統和卸荷電路及其控制系統模型。