[發明專利]一種用于含附加頻率控制的雙饋風電場頻率響應特性辨識方法

有效

• 申請號: 202011438148.5
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112653158B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 陳鵬偉;戚陳陳;陳新;姜文偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 蘇一幟

1.一種用于含附加頻率控制的雙饋風電場頻率響應特性辨識方法，其特征在于，包括：

S1、采集風場數據，得到風電場平均風速、并網點的頻率和并網功率的序列，并將三者劃分為長度相同的子序列；

S2、歸一化風電場平均風速和并網點的頻率的子序列，判斷子序列的狀態，并按照子序列平穩與否，將與風電場平均風速和并網點的頻率的子序列劃分為不同類別；

S3、對并網功率子序列進行預處理，估計其低頻分量的參數；

S4、按序列衰減指數和的形式重構功率的子序列的低頻分量，獲得S2中不同子序列狀態下的功率子序列低頻分量表達式；

S5、風速平穩工況下，利用頻率擾動及其對應的重構的功率子序列，估計并網功率與頻率之間的動態響應特性；

S6、利用S5中確定的傳遞特性，除去風速擾動下因頻率擾動引起的并網功率的擾動，之后利用風速和頻率序列及二者對應的功率估計風電場頻率響應特性，并將對風電場頻率響應特性進行估計得到的結果顯示在員工終端上；

所述S1包括：

設置采樣時間間隔Δt和采樣時間總長T，采集風場數據，得到風電場平均風速序列u_v、并網點的頻率序列u_ω和并網功率序列y；

分別將三個序列分別劃分為m段子序列得到u_vi,u_ωi,y_i,i＝1,2,…,m，m為序列被分劃分出的段數，子序列長度為N＝T/(mΔt)；

所述S2包括：

對u_vi和u_ωi進行歸一化處理，其中，歸一化處理基于序列u_i為需要歸一化的序列，max(u_i)為需要歸一化序列中的最大值，x_i表示需要進行歸一化的子序列，被帶入x_i的包括u_vi或u_ωi；

判斷子序列的平穩性，若滿足則判定為平穩子序列否則為非平穩子序列其中，表示序列均值，d_max為平穩判定閾值，上標“-”或“～”分別用于標識平穩與非平穩子序列，N表示子序列的長度，表示序列中任意一個元素；

按照子序列的平穩性的判定結果，對u_vi和u_ωi劃分三類組合，包括：和

所述S3包括：

對歸屬任一并網功率子序列y_i構造Hankel矩陣Y_(N-L)×(L+1)，其中L為束參數；

對Y_(N-L)×(L+1)進行SVD分解，保留低頻分量數M個奇異值對應的右酉矩陣V，其中，M由Y_(N-L)×(L+1)的奇異值σ_h確定，若則M＝h，其中，γ為篩選閾值，比值低于10^-γ的σ_h為噪聲奇異值，σ_max為最大奇異值；

根據SVD分解的結果進行低頻分量參數估計，得到低頻主導分量特征參數；

所述低頻分量參數估計，包括：

在SVD分解的結果中，分別去除右酉矩陣V的最后一行和第一行得到V₁和V₂；之后計算的廣義特征值z_h,h＝1,2,…,M；

根據所述的廣義特征值z_h，低頻主導分量的特征參數p_h可由最小二乘解獲得；

所述S4包括：

根據p_h和z_h對子序列y_i進行重構，其中，重構序列m為序列被分劃分出的段數；

進而獲取重構序列的時域表達式對y_i(t)按時間間隔Δt，采樣時間為T進行采樣，將對應重構子序列記為y_pi，而對應的重構功率子序列記為y_qi，其中，分量h的幅值A_h、初始相位θ_h、衰減因子α_h和頻率參數f_h分別為：

所述S5包括：

對所有歸屬類型的子序列組合，以和y_pi-y_pi0分別作為輸入和輸出，利用最小二乘法估計參數向量θ，進而確定頻率響應特性其中，θ＝(Φ_l^TΦ_l)^-1Φ_l^T(y_pi-y_pi0)，u_ωi0,y_pi0為頻率和并網功率子序列的初始狀態，

所述S6包括：

風速和頻率響應的統一辨識，輸入序列為u_ωi-u_ωi0,u_vi-u_vi0，且當u_ωi歸屬類型時，u_ωi-u_ωi0用0替代；輸出序列y_ci，利用最小二乘法得待辨識向量θ的參數值，進而確定DFIG的頻率響應特性G_pω(z)和G_pv(z)，其中，

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，L＝N/2～N/3。