[發(fā)明專利]一種基于相似度同調(diào)的雙饋風(fēng)電機(jī)動(dòng)態(tài)等值方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810064146.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108418242B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱林;王貝;陳達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;G06F30/367
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于相似度同調(diào)的雙饋風(fēng)電機(jī)動(dòng)態(tài)等值方法，所述方法包括以下步驟：步驟S10、利用prony算法將雙饋風(fēng)電機(jī)的輸出功率擬合為振幅、相位、頻率和阻尼的指數(shù)函數(shù)的線性組合；步驟S20、根據(jù)步驟S10得到的線性組合，利用相似理論確定雙饋風(fēng)電機(jī)間的相似振蕩模式；步驟S30、用相似振蕩模式來(lái)定義雙饋風(fēng)電機(jī)間同調(diào)相似度量化指標(biāo)，判別風(fēng)電場(chǎng)中的同調(diào)機(jī)群；步驟S40、以雙饋風(fēng)電機(jī)輸出的有功功率為權(quán)重得到等值機(jī)的等效暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)，并將同群的雙饋風(fēng)電機(jī)等效暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)母線分別通過(guò)復(fù)變比移相變壓器連接到等值機(jī)的等效暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)母線；步驟S50、計(jì)算各等值機(jī)的等效參數(shù)，通過(guò)等效雙饋風(fēng)電機(jī)阻抗將等值機(jī)等效暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)母線連接到等值機(jī)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電技術(shù)中的風(fēng)電場(chǎng)等值建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于相似度同調(diào)的雙饋風(fēng)電機(jī)動(dòng)態(tài)等值方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的迅速發(fā)展，大規(guī)模交直流互聯(lián)電力系統(tǒng)出現(xiàn)，多機(jī)(上千臺(tái)機(jī))、大電網(wǎng)(幾千條線路、幾千條母線)特征越來(lái)越突出，這使得電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式的計(jì)算變得異常的繁瑣復(fù)雜。一方面，詳細(xì)完成這些計(jì)算需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和空間，另一方面，受到仿真規(guī)模和硬件設(shè)備的限制，上述計(jì)算難以在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)。為此需要對(duì)原始系統(tǒng)進(jìn)行某種合理的簡(jiǎn)化，從而減小系統(tǒng)規(guī)模。實(shí)際中，對(duì)一個(gè)大電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能研究一般只對(duì)某一個(gè)區(qū)域最感興趣，該區(qū)域稱之為研究系統(tǒng)，而與此區(qū)域較遠(yuǎn)的區(qū)域，研究中只要計(jì)及其對(duì)研究區(qū)域的影響，其內(nèi)部不必詳細(xì)描寫(xiě)，往往可做降階及簡(jiǎn)化，以節(jié)省研究的人力和物力，該擬作簡(jiǎn)化的區(qū)域稱為外部系統(tǒng)。把不需要詳細(xì)分析的外部系統(tǒng)進(jìn)行等值化簡(jiǎn)十分必要。

風(fēng)電作為最具發(fā)展?jié)摿鸵?guī)模化開(kāi)發(fā)的新能源，從20世紀(jì)70年代起就受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。隨著風(fēng)電的迅猛發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)在規(guī)模和數(shù)目上都出現(xiàn)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)，因此，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響也與日俱增。在研究大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響時(shí)，需要一個(gè)能準(zhǔn)確表征風(fēng)電場(chǎng)整體動(dòng)態(tài)特性的風(fēng)電場(chǎng)模型。風(fēng)電場(chǎng)通常由幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)風(fēng)電機(jī)組組成，其中每一臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)的模型均達(dá)到十幾階，采用詳細(xì)模型對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行建模仿真效率將十分低下，因此有必要對(duì)大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化聚合建模。

目前，大電網(wǎng)中通常將網(wǎng)絡(luò)等值到較高的電壓等級(jí)上，而把處于較低電壓等級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)等值為一個(gè)有功功率為負(fù)的負(fù)荷，這樣的處理忽略掉了風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)特性。而隨著風(fēng)電技術(shù)的迅猛發(fā)展，單機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到兆瓦級(jí)，風(fēng)力發(fā)電容量在電網(wǎng)總發(fā)電容量中所占比例越來(lái)越大，其動(dòng)態(tài)特性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行特性的影響也日益顯著，當(dāng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)集中的地區(qū)的特性已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的忽略掉，因此，急需深入研究風(fēng)電場(chǎng)的等值化簡(jiǎn)方法。

分群和參數(shù)聚合是風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值的重要內(nèi)容。目前，如何對(duì)風(fēng)電場(chǎng)同調(diào)特性進(jìn)行判別的相關(guān)文獻(xiàn)較少，相關(guān)文獻(xiàn)提出按照特征量同調(diào)分群的方法，但是該類方法存在特征量的選取是否完備的問(wèn)題，該方法是否存在普適性是阻礙其應(yīng)用的瓶頸。基于受擾軌線的相似度分群是對(duì)多機(jī)系統(tǒng)分群常用的方法，常以發(fā)電機(jī)的功角作為觀測(cè)量，而與同步電機(jī)不同的是，雙饋風(fēng)機(jī)中由于電力電子設(shè)備的存在，使得其對(duì)外的動(dòng)態(tài)特性和傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相差較大，因此在對(duì)風(fēng)電機(jī)進(jìn)行同調(diào)判別時(shí)，對(duì)于采用哪些變量的受擾軌線進(jìn)行比較還沒(méi)有形成共識(shí)。此外，由于雙饋風(fēng)機(jī)采用解耦控制，因此對(duì)外不體現(xiàn)慣量，其對(duì)系統(tǒng)的影響僅僅以發(fā)出功率的多少來(lái)表征，目前鮮有對(duì)于風(fēng)電機(jī)參數(shù)聚合的方法研究的相關(guān)文獻(xiàn)。因此，急需一種適用于風(fēng)電場(chǎng)的同調(diào)判別以及參數(shù)聚合的動(dòng)態(tài)等值方法，以滿足含有大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)等值需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于相似度同調(diào)的雙饋風(fēng)電機(jī)動(dòng)態(tài)等值方法，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)等值建模過(guò)程中雙饋風(fēng)電機(jī)同調(diào)機(jī)群的精確劃分以及動(dòng)態(tài)參數(shù)的合理聚合，能夠大幅降低風(fēng)電機(jī)組的規(guī)模并保留風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于相似度同調(diào)的雙饋風(fēng)電機(jī)動(dòng)態(tài)等值方法，所述方法包括以下步驟：