[發明專利]基于風電機組3種運行區域的風電場模型聚合方法

在審

• 申請號: 201810202883.2
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108304681A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 陳武暉;王丹輝;湯海雁;于笑;李琰;遲永寧;田新首;劉超
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 馮燕平

1.一種基于風電機組3種運行區域的風電場模型聚合方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：確定所選擇的風電場內風電機組的運行特性，即功率—轉速特性，通過其運行特性，設定不同的聚合區間；

步驟2：在某一確定的聚合區間內，設定該區間內所需聚合風機的臺數，運用K-means聚類方法將該區間內的機組聚合；

步驟3：設定風電場內風電機組的臺數為n臺，根據每臺5MW的風電機組參數聚合等值后的風電機組相關參數S_eq，V_eq，X_{ls_eq}，X_{lr_eq}，X_{M_eq}，R_{s_eq}，R_{r_eq}，機端升壓變壓器的參數Z_{eq_WF}；

其中：S_eq是等值發電機額定功率；V_eq是等值發電機額定電壓；X_{ls_eq}和X_{lr_eq}分別為等值發電機定子漏抗和轉子漏抗；X_{M_eq}為等值發電機勵磁電抗；R_{s_eq}和R_{r_eq}分別為等值發電機定子電阻和轉子電阻，Z_{eq_WF}為等值變壓器的阻抗；

步驟4：根據所確定的機組的編號，通過功率等值的方法計算出每臺機組相對于公共耦合點的串聯等值阻抗，再求解出本組機組的并聯等值阻抗值即為聚合機組集電系統的阻抗值；

步驟5：根據計算求解出的等值發電機組相關參數，等值變壓器相關參數和等值集電系統相關參數建立風電場等值簡化模型，同時根據風電場內發電機組相關參數，變壓器相關參數和集電系統相關參數建立風電場的詳細模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于風電機組3種運行區域的風電場模型聚合方法，其特征在于：所述步驟1中，根據其運行特性將整個風電場內的風電機組分為3類，即：區間1：[3,5]m/s的低速恒轉速區，區間2：[5,11.3]m/s的最大風速跟蹤(MPPT)區和區間3：[11.3,25]m/s的恒轉速恒功率區，每一個控制區間根據所需等值需求確定等值臺數。

3.根據權利要求1所述的一種基于風電機組3種運行區域的風電場模型聚合方法，其特征在于：所述步驟2中，K-means聚合方法的實現為：

步驟2.1)從所需分類的風速區間數據D中隨機取k個元素，作為k個簇的各自的中心；

步驟2.2)分別計算剩下的元素到k個簇中心的相異度，將這些元素分別劃歸到相異度最低的簇，相異度一般用歐氏距離或者馬氏距離來運算，距離越小，說明二者之間越相似；

步驟2.3)根據聚類結果，重新計算k個簇各自的中心，計算方法是取簇中所有元素各自維度的算術平均數；

步驟2.4)將風速數據D中全部元素按照新的中心重新聚類；

步驟2.5)重復第2.4步，直到聚類結果不再變化，輸出每個聚類的結果，即為每臺聚類分組的編號；

步驟2.6)在確定每個分組中的風機臺數與編號后，通過式計算每一分組等值風速，其中v_i為第i臺機組的實際風速大小，v_eq為等值后改組等值機組的等值風速。