[發明專利]一種風電場等值模型的建立方法

有效

• 申請號: 201710090073.8
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106602610B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 畢天姝;李威仁;劉素梅;賈科;楊奇遜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京林業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06F17/50
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種風電場等值模型的建立方法，首先在RTDS仿真平臺的Draft上建立掃頻模塊和激勵源主電路；建立電網的詳細模型，并將電網中的電源置零；在RTDS仿真平臺的Runtime中編寫批處理腳本，實時改變Draft中受控電壓源的輸出值，將掃頻電壓、電流顯示在特定圖像中，并作為數據保存在指定文件夾中；根據掃頻電壓、電流數據計算各個頻率下的導納值，并在Matlab上采用矢量擬合函數將對地導納、互導納擬合為有理函數；將擬合所得的有理函數以一定格式保存在指定的文本文件中。利用上述方法建立的等值模型能夠較準確地還原風電場的電磁暫態響應，從而為風電場接入電網的電磁暫態特性研究奠定基礎。

技術領域

本發明涉及新能源電源等值建模與仿真技術領域，尤其涉及一種風電場等值模型的建立方法。

背景技術

目前，風電正在世界范圍內迅猛發展，其在電網中所占比例逐步增加。然而風電與傳統以同步發電機組為代表的火電的運行原理存在巨大差異。特別是變速恒頻型風力發電機組，需要依賴電力電子變換器才能接入電網，這使得風電的電磁暫態過程與同步發電機相對存在很大差異。現階段，風電場接入對電網電磁暫態特性影響的研究已成為熱點。

現有技術中針對風電場及所接電網電磁暫態特性的研究多采用仿真手段，已有一些軟件(比如RTDS、PSCAD等)雖然搭建了風電的模型，但是這些軟件大多建立的是單臺風電機組的模型，針對風電場的模型還很少。僅少數軟件搭建了風電場電磁暫態模型，但是采用的是簡單的容量加權方法。實際上，風電場內機組臺數多，且分布于不同地理位置，其電磁暫態特性是多個元件的綜合響應，大擾動下風電場的電磁暫態過程非常復雜。因此，采用簡單容量加權的方法，并不能夠真實再現風電場的實際電磁暫態過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種風電場等值模型的建立方法，利用該方法建立的等值模型能夠較準確地還原風電場的電磁暫態響應，從而為風電場接入電網的電磁暫態特性研究奠定基礎。

一種風電場等值模型的建立方法，所述方法包括：

步驟1、在RTDS仿真平臺的Draft上建立掃頻模塊和激勵源主電路；

步驟2、建立電網詳細模型，并將其中電源置零；

步驟3、在RTDS仿真平臺的Runtime中編寫批處理腳本，實時改變Draft中受控電壓源的輸出值，將掃頻電壓、電流顯示在特定圖像中，并作為數據保存在指定文件夾中，達到掃頻效果；

步驟4、根據掃頻電壓、電流數據計算各個頻率下的導納值，并在Matlab上采用矢量擬合函數將對地導納、互導納擬合為有理函數；

步驟5、將擬合所得的有理函數以一定格式保存在指定的文本文件中，實現風電場等值模型的建立。

在所述步驟1中：

所建立的掃頻模塊由10個頻率實時受控的正弦波信號生成模塊構成，并用加法器將該10個不同頻率的正弦波信號疊加為一個信號。

在所述步驟2中，在建立電網的詳細模型的基礎上，進一步基于RTDS仿真平臺的自定義元件來建立頻率依賴模型，具體包括：

在RTDS/CBuilder中建立頻率依賴模型主電路的圖形界面與接口參數；

進一步編寫頻率依賴模型自定義元件的核心程序，通過編寫程序將有理函數數據輸入該自定義元件中；

編譯所建立的頻率依賴模型的自定義元件，將其接入電網，替代原先的無源網絡。

在所述步驟2中，在建立電網的詳細模型的基礎上，進一步基于RTDS仿真平臺來建立低頻動態模型，具體包括：

將電網控制系統中的直流母線電壓-功率外環斷開，給定功率參考值；