[發(fā)明專利]計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010511410.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111651939A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彤;高明陽(yáng);王增平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F113/06;G06K9/62;G06N3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽(yáng)陽(yáng)

本發(fā)明公開(kāi)了計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法。該方法包括：基于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出特性軌跡的形態(tài)相似距離和余弦相似性構(gòu)建聚類指標(biāo)；采用K?Means算法對(duì)所述聚類指標(biāo)進(jìn)行聚類；基于軌跡靈敏度，對(duì)聚類結(jié)果中每一類風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流器控制參數(shù)進(jìn)行選擇；采用AEPSO算法對(duì)選擇好的控制參數(shù)的等值進(jìn)行尋優(yōu)，得到最優(yōu)等值風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器控制參數(shù)；對(duì)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速、電氣參數(shù)以及集電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等值；基于各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的所述最優(yōu)等值風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器控制參數(shù)、等值發(fā)電機(jī)風(fēng)速、等值發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)以及等值集電網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建永磁風(fēng)電場(chǎng)表征模型。本發(fā)明能夠在保證精度的前提下，降低模型復(fù)雜度，提高風(fēng)電場(chǎng)的計(jì)算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)領(lǐng)域，特別是涉及計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法。

背景技術(shù)

永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)(PMSG)和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)是我國(guó)常用的兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于效率高、可控性好，在不同領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用。隨著風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模日益擴(kuò)大，風(fēng)電場(chǎng)的模型復(fù)雜程度逐漸提高，如果在仿真過(guò)程中對(duì)每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)都建立詳細(xì)模型，不僅會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，而且可能成“維數(shù)災(zāi)”。與此同時(shí)，在對(duì)含風(fēng)電電力系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)，常常需要重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)的整體動(dòng)態(tài)特性。因此，非常有必要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值建模以降低模型階數(shù)，提高仿真效率。

目前，風(fēng)電場(chǎng)等值最常見(jiàn)的方法是多機(jī)等值，即對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行機(jī)群劃分，再對(duì)每一個(gè)機(jī)群進(jìn)行單機(jī)等值。在機(jī)群劃分的過(guò)程中，可以選取風(fēng)電機(jī)組的容量、型號(hào)、風(fēng)速、風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)變量、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制區(qū)域、尾流效應(yīng)、槳距角動(dòng)作情況等作為指標(biāo)。現(xiàn)有的關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)等值的成果雖然分別從不同角度對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了分群，卻都基于某一時(shí)刻的數(shù)據(jù)，并未將風(fēng)機(jī)一段時(shí)間內(nèi)的輸出特性作為分群的標(biāo)準(zhǔn)。

群內(nèi)機(jī)組的等值方法，主要包括容量加權(quán)法、輸出特性等值法、參數(shù)優(yōu)化等值法等。但在進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的等值過(guò)程中現(xiàn)有成果忽略了受機(jī)組老化和環(huán)境因素影響導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組參數(shù)偏差問(wèn)題，由此導(dǎo)致等值模型與真實(shí)模型的動(dòng)態(tài)特性存在一定差異。現(xiàn)階段風(fēng)電場(chǎng)的等值方法可以有效地解決發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)以及集電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的差異問(wèn)題，但針對(duì)變流器控制系統(tǒng)參數(shù)差異的問(wèn)題卻鮮有提及，因此在仿真過(guò)程中有必要對(duì)風(fēng)電機(jī)組變流器設(shè)置差異化的控制參數(shù)，以提高風(fēng)電場(chǎng)等值模型的精度。鑒于此，給出了計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供給了計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法，能夠在保證精度的前提下，降低模型復(fù)雜度，提高風(fēng)電場(chǎng)的計(jì)算效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

計(jì)及變流器控制參數(shù)差異的永磁風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法，所述方法包括：

基于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出特性軌跡的形態(tài)相似距離和余弦相似性構(gòu)建聚類指標(biāo)；

采用K-Means算法對(duì)所述聚類指標(biāo)進(jìn)行聚類；

基于軌跡靈敏度，對(duì)聚類結(jié)果中每一類風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變流器控制參數(shù)進(jìn)行選擇；

采用AEPSO算法對(duì)選擇好的控制參數(shù)的等值進(jìn)行尋優(yōu)，得到最優(yōu)等值風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器控制參數(shù)；

對(duì)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速、電氣參數(shù)以及集電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等值；

基于各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的所述最優(yōu)等值風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器控制參數(shù)、等值發(fā)電機(jī)風(fēng)速、等值發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)以及等值集電網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建永磁風(fēng)電場(chǎng)表征模型。

可選的，所述基于永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出特性軌跡的形態(tài)相似距離和余弦相似性構(gòu)建聚類指標(biāo)，具體包括：

基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出特性計(jì)算形態(tài)相似距離；

基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出特性計(jì)算余弦相似性；

基于所述形態(tài)相似距離以及所述余弦相似性，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出特性相似度評(píng)價(jià)值；