[發明專利]一種針對復雜拓撲的風電場等值建模方法

有效

• 申請號: 201710199885.6
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106991229B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 齊鄭;張紅穎;林健雄
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種針對復雜拓撲的風電場等值建模方法，首先采用改進Ford?Fulkerson標號算法對復雜拓撲結構進行劃分，然后基于功率損耗遞推疊加法依次完成干線式和放射式接線機組的集電參數，變壓器參數，風電機組靜態及動態參數等值計算，經過多次網絡循環化簡，最終等值為單機模型經等值升壓變壓器和等值集電線路接入并網點。本發明重點解決了風電場等值建模網絡拓撲復雜、等值模型精度低的問題，減小穩態及動態仿真的功率誤差，可以解決絕大多數風電場復雜拓撲的集電參數等值問題。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，特別涉及一種針對復雜拓撲的風電場等值建模方法。

背景技術

大規模風電場的隨機性及難可控性對電網安全穩定運行產生較大影響，為了深入研究電網運行特性，建立合理的風電場模型成為首要任務。對于大型風電場而言，考慮到機組非線性特性，詳細建模易出現潮流及穩定計算不收斂和維數災問題。隨著風電裝機容量不斷增大，拓撲結構日益復雜，系統穩定性受到風電場模型的影響，因此對單機等值模型的精度提出更高要求。考慮到發電機的非線性特性，若對風電機組的詳細建模，進行穩定計算時易出現不收斂和維數災問題。為避免大型風電場詳細建模帶來的計算問題，一般將風電場內風機等值為單臺或多臺風機，降低模型狀態變量數目，其等值目標為保持等值前后系統損耗一致，風電場對外輸出動態特性不變。

目前，為解決風電場等值建模精度問題，而提出的等值建模方法主要考慮風電場風速差異、風機控制模型，但是在風電場電磁暫態分析時，發現電纜線路參數對動態特性的影響顯著，而對集電參數精細化建模的研究較少，難以解決當前大型風電場逐漸擴大的復雜拓撲結構帶來的單機等值建模精度低的問題。參考文獻“風電場同調動態等值研究”(電網技術，2015,39(3):621-627)提出多機動態等值方法，準確地反映風電場風速差異對功率動態特性的影響。參考文獻“雙饋機組風電場動態等效模型研究”(電力系統自動化，2010，34(17)：72-77)提出雙饋風機的三機表征動態等值建模，按照等值前后電壓加權平均等值電纜線路，考慮電纜等值模型的有功偏差明顯小于不考慮電纜等值模型。參考文獻“適用于低電壓穿越仿真的風電場內集電線路等值方法”(電力系統自動化，2016,40(8):51-56)以二機并聯模型為基礎，保持穩態時有功損耗一致，故障時無功功率一致，建立適用于低電壓穿越的恒定阻抗等值變換，對于其他運行狀況的適應性較差。

發明內容

考慮到大型風電場拓撲結構的復雜度及系統功率損耗的重要性，解決風電場等值建模精度低的問題，從而減小穩態及動態仿真誤差，本發明提出了一種針對復雜拓撲的風電場等值建模方法。

本發明具體采用以下技術方案：

一種針對復雜拓撲的風電場等值建模方法，其特征在于：

首先采用改進Ford-Fulkerson標號算法對復雜拓撲結構進行劃分，然后依次完成干線式和放射式接線機組的集電參數，變壓器參數，風電機組靜態及動態參數等值計算，經過多次網絡循環化簡，最終等值為單機模型。

針對復雜拓撲的風電場等值建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將風電場網絡拓撲視為無環、無重邊的簡單圖，記為G＝(V,E)，其中V代表節點集，E代表支路集，忽略風電機組和升壓變壓器之間接線，以節點參數表示所接風電機組參數，設整個風電場的網絡拓撲節點數為n，節點表示為u_i，節點功率矩陣P為1×n階矩陣，z_ij為連接節點u_i、u_j的支路阻抗值，i,j為1-n之間的整數，鄰接矩陣A＝(a_ij)_n×n定義為