[發明專利]一種基于同調機組分群的風電場動態等值方法

有效

• 申請號: 201810976495.X
• 申請日: 2018-08-25
• 公開（公告）號: CN109408849B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 卜京;汪成根;張寧宇;周前;劉建坤;鄭文哲;涂杉杉;焦永輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06K9/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于同調機組分群的風電場動態等值方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對環境風速分布進行建模；

步驟2、根據機組不規則排列時的輸入風速相互干擾，建立尾流效應模型；

步驟3、針對不規則排列下的機組，分析因連接電纜不等長造成的動態特性的影響；

步驟4、求解雙饋風力發電機電磁系統特征方程，分析該方程的主導模式，并判別同調性依據；

步驟5、取同調判別所得的特征量，作為風電機組分群依據，采用層級聚類算法對場內風電機組進行同調分群，具體如下：

步驟5.1、利用風電場離線數據，采集設定時間段的各風電機組主導特征向量完整動態軌跡；

步驟5.2、按照同調判別原則，對各組特征量軌跡，計算相關系數；

變量x_i和x_j的相關系數C_ij定義為：

其中，n表示變量內的樣本數，k表示該變量內第k個樣本，p表示變量的組數，x_ki、x_kj分別表示第i組變量內的第k個樣本，第j組變量內的第k個樣本；

步驟5.3、進行層級聚類，初始時將所有機組電流變量樣本點各自歸為一群，并規定變量之間的距離和群與群之間的距離；

變量之間的距離d_ij由相關系數定義如下：

d_ij＝1-C_ij,i＝1,2,…,p；j＝1,2,…,p

步驟5.4、將距離最近的兩個群合并為一個新群，再計算該新群與其他群之間的距離，重復進行兩個最近群的合并，每次減少一群，直至所有機組的電流變量合并為一群，最后形成一個聚類樹形圖，根據該聚類樹形圖確定應分成幾個群以及每個群所包含的機組信息；

在分層聚類中，用G表示機群，設定G中有m臺機組，即有m組電流向量，由列向量x_i來表示，其中i＝1,2,…,m；d_ij表示元素x_i與x_j之間的距離，D_KL則表示機群G_K與機群G_L之間的距離，距離的定義方式為電流向量的完整軌跡，采用類平均法定義每個時刻采樣點之間平方距離的平均值，則G_K和G_L之間的平方距離為：

若群G_K與G_L聚成一個新群，記為G_M，則G_M與任意原有群G_J之間的平方距離的遞推公式為：

其中，通過定義分群閾度n_K、n_L、n_M分別表示機群G_K、G_L、G_M所含機組臺數；將上式進行推導，得到機群間平方距離的遞推公式如下：

步驟6、基于分群結果，采用容量加權方法完成系統等值機組參數計算。

2.根據權利要求1所述的基于同調機組分群的風電場動態等值方法，其特征在于，步驟1所述對環境風速分布進行建模，具體如下：

風速統計規律接近威布爾分布，風速v的統計概率密度函數f(v)和分布函數F(v)如下：

其中，v為風速，k為形狀參數，c為尺度參數；

根據地形建立風速變化模型如下：

式中，v_H是高度H上的風速，v₀是參考高度H₀上的風速，長度d是障礙物遮擋系數，若地表障礙物零散，則d取值為0。