[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

本發明實施例公開了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，涉及風電技術領域，能夠提高風電電力系統頻率分析效率。本發明包括：對采集到的風場數據進行預處理，得到與風電場平均風速、并網點的頻率和并網功率相關的參數。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相關的子序列劃分為不同類別。利用并網功率相關的子序列，獲取低頻主導分量特征參數。利用低頻主導分量特征參數和不同類別的子序列，進行重構處理，得到重構功率子序列。利用重構功率子序列，首先獲取風速平穩工況下的頻率響應特性。其次確定風速與頻率響應特性的對應關系，并利用所述對應關系分析雙饋風力風電場頻率響應特性。

技術領域

本發明涉及風電技術領域，尤其涉及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。

背景技術

隨著風力發電機組的大規模建設，風電正逐步構成我國電能生產的主要來源之一，成為新能源電力系統重要特征。然而對于含多臺具備調頻功能風力發電機組成的風電場，風場內各機組的動態特性差異明顯。若以單臺機組及其附加頻率控制器為基本單元進行風場整體頻率響應特性集成，存在維數災問題。而且由于集電線路的存在，風電場的參數也難以獲取。因此，通過對參與調頻的雙饋風電場頻率響應特性的參數辨識，成為簡化風電場分析過程的有效替代方案。

目前的常用方法，是通過風電場的動態等值，對風場參與一次調頻的出力響應進行分析，但分析的準確度依賴于等值風機調頻表征的合理性。此外，由等值機附加調頻控制的思路存在等值過程復雜、算法階數高、工程實用性差等問題。從而導致在實際應用中，針對含附加頻率控制的風電場頻率響應分析過程，就存在分析過程復雜，參數獲取困難的問題。

因此，需要進一步優化整個響應分析過程，而這其中的重點，則在于如何優化參數辨識的效果，以便于能夠進一步簡化風電場的頻率響應特性分析過程，提高含風電電力系統頻率響應分析效率。

發明內容

本發明的實施例提供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，能夠簡化風電場的頻率響應特性分析過程，提高含風電電力系統頻率響應分析效率。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

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。

本發明實施例提供的用于雙饋風力發電機的風電場分析方法，首先，建立平衡復雜度和精度的含附加頻率控制的雙饋風電場頻率響應模型；其次，通過對風速、頻率以及并網功率的動態過程進行采集，結合矩陣束法和最小二乘法辨識頻率響應模型的參數。最后，考慮到風速、功率和頻率三者之間的耦合，需要先估計風速平穩下的G_pω(z)，然后通過線性近似和疊加抵消的方式辨識G_pv(z)，具體過程體現在步驟7和8上。從而有效解決了含附加頻率控制的雙饋風電場頻率響應模型參數獲取困難的問題，簡化風電場建模過程，提高含風電電力系統頻率響應分析效率。

附圖說明