[發明專利]一種風電場仿真系統及其仿真方法

在審

• 申請號: 202110293914.1
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113013925A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 苗風麟;秦世耀;李少林;李春彥;朱瓊鋒;唐建芳;張梅;賀敬;張松濤;樊熠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06F30/20
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種風電場仿真系統及其仿真方法，風電場仿真系統包括：輸入模塊、風電場信號模塊和風電場電網接口模塊；其中，輸入模塊用于輸入風電場實時運行數據；風電場信號模塊用于根據風電場實時運行數據仿真其等效的風電場的運行狀態切換和輸出；風電場電網接口模塊用于建立風電場信號模塊與電網模型之間的電氣連接。利用風電場仿真系統對風電場做實時仿真。本發明提供的技術方案，解決了傳統建模方法中不能體現各風電機組參數差異化的問題，同時通過建立與實際風電場相一致數量的風電機組等效信號模型，使得風電場仿真系統可適應實際風電場控制，解決了當前風電場仿真系統輸出性能只與風速相關，脫離控制影響，不能提供主動支撐的問題。

技術領域

本發明涉及新能源接入與控制領域，具體涉及一種風電場仿真系統及其仿真方法。

背景技術

隨著風電在電力系統中的占比越來越高，風電對電網安全穩定運行影響越來越大，風電的網源協調能力也受到了越來越多的重視。

為研究風電場與電力系統之間的網源交互影響，需要對風電場進行仿真，而進行風電場仿真的基礎是建立風電場電等效模型。

由于風電場由幾十臺甚至上百臺風電機組組成，為每臺風電機組建立詳細模型，并考慮相應的電氣接線等因素，其建模工作量及運算量巨大，且潮流及穩定計算的算法可靠性是一個難題。因此，在滿足研究目的的前提下，追求真實模擬風電場運行狀態及高效仿真已經成為風電場技術領域的關鍵研究內容。

通常在建模研究中關注的焦點是風電場整體的輸出特性，因此目前的建模方法，通常將風電場的整體特性作簡化處理，忽略風電場內部機組之間復雜的影響。研究的方法包括：采用聚合方法，將同樣配置同樣狀態的多個風電機組模型等值為同一機組詳細模型，并采用等值的風速來驅動相應的風電機組模型；采用等值方法，基于每臺風電機組運行數據，通過擬合風速與輸出功率對應關系，基于等效風速建立風電場的穩態等效模型，輸出對應功率。

傳統的建模方法，將風電場作為一個整體，追求風電場的輸出與實際有功及無功功率之間誤差最小，忽略了風電場內部各個風電機組的動態特性，可滿足電力系統潮流及穩態計算。然而，風電場的并網性能還較大程度依賴于風電場功率控制系統，在電網頻率及電壓發生變化時，風電場功率控制系統可通過調節有功及無功功率進行電網主動支撐，采用當前建模方法，無法考慮各臺風電機組的參數差異性，且不可適應風電場控制系統進而無法實現風電場主動支撐。

因此，利用傳統的風電場建模方法得到的風電場等效模型，不能準確有效的進行風電場仿真。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種風電場仿真系統及其仿真方法，該系統解決了傳統建模方法中不能體現各風電機組參數差異化的問題，同時通過建立與實際風電場相一致數量的風電機組等效信號模型，使得風電場仿真系統可適應實際風電場控制，解決了當前風電場仿真系統輸出性能只與風速相關，脫離控制影響，不能提供主動支撐的問題。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種風電場仿真系統，所述仿真系統包括：輸入模塊、風電場信號模塊和風電場電網接口模塊；

所述風電場信號模塊，包括：風電場內各風電機組的等效信號模型；

所述風電場電網接口模塊，包括：與各風電機組的等效信號模型分別連接的電網接口單元；

其中，所述輸入模塊，用于輸入風電場實時運行數據；

所述等效信號模型，用于根據風電場實時運行數據仿真其等效的風電機組的運行狀態切換和輸出；

所述電網接口單元，用于基于電網模型的電壓有效值，將風電機組的等效信號模型的有功輸出和無功輸出轉換為三相電流，并基于所述三相電流建立風電機組的等效信號模型與電網模型之間的電氣連接。

優選的，所述實時運行數據包括但不限于風速、和風電場控制指令。