[發明專利]一種基于多特征影響因子的雙饋風電場等值建模方法

在審

• 申請號: 202210766822.5
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN116595852A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 吳璐陽;張慧瑜;陸穎銓;汪寅喬;蘇清梅;曾志杰;許雙婷;弋子淵;黃霆;張健;杜培;郭威;李凌斐;鮑國俊;李可文;孫黎霞;韓燁婷;高丙團
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F18/23;G06F18/24;H02J3/38;G06F113/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學俊

本發明涉及一種基于多特征影響因子的雙饋風電場等值建模方法，包括以下步驟：S1、建立雙饋風機電壓電流控制模型；S2、確定影響雙饋風機電壓電流輸出的關鍵因素，即特征影響因子，形成數據集；S3、基于獲得的數據集，利用最大最小距離法對雙饋風電場群進行初次聚類；S4、利用初次聚類中心和各臺風機的曲線相似度進行二次聚類，二次聚類后進行雙饋風電場等值運算。該方法有利于快速有效地將風電場內大量風電機組分類，提高模型準確性。

技術領域

本發明屬于新能源發電并網技術領域，具體涉及一種基于多特征影響因子的雙饋風電場等值建模方法。

背景技術

現階段，隨著風電機組的大規模并網，風電的滲透率增加，從而在根本上影響了電網的故障特性，傳統電力行業中的繼電保護體系已不能完全適用現如今的風電機組的大規模并網。風電場電源不同于傳統的同步發電機，大型的雙饋風電場由幾十臺甚至幾百臺風機組成，風電場中各臺風機運行狀態并不完全相同，無法用其中某一臺風電機組來準確表征代表大量風電機組共同作用下的整個風電場的特征。因此，為了分析故障下風電機組暫態特性對電力系統安全穩定運行的影響，需要構建風電場故障暫態模型。

由于大型的雙饋風電場由幾十臺甚至幾百臺風機組成，場內包含風電機組本體以及其他電氣設施，在仿真計算時，如果建立完整的風電機組模型，再由每臺風機的詳細模型組成整個風電場模型，即對整個風場進行詳細建模。該模型可以較為準確地反映故障情況下風電機群并網運行的暫態特性，但這個模型構建復雜并且計算量巨大，不適合實際的工程應用。因此，有必要建立模型結構簡單、計算簡便并且能準確反映風電場暫態行為特性的等值模型。

在電網故障時，影響機組故障暫態特征的因素較多，傳統方法采用單一分群指標進行等值，以地理位置、風速、Crowbar是否投切等因素之一作為分群指標進行風電場等值建模研究，雖然提高了仿真速度，卻帶來了特征模擬不精確的問題。對于風電場的等值建模，主要包括機群劃分和機群等值兩個方面。機群劃分需要確定特征影響因子作為它的分群指標，機群等值則需要解決雙饋風電機組電氣參數以及風電場集電網絡參數的等值問題。雙饋風電場暫態等值建模己成為分析風電場輸出特性的重要內容，對于后續研究風電機組故障穿越控制策略、研究風電接入對受端電網穩定性的影響、提高大規模風電系統的并網效率具有重要意義。因此，如何建立簡便且能準確反映風電場暫態行為特性的等值模型已成為急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多特征影響因子的雙饋風電場等值建模方法，該方法有利于快速有效地將風電場內大量風電機組分類，提高模型準確性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于多特征影響因子的雙饋風電場等值建模方法，包括以下步驟：

S1、建立雙饋風機電壓電流控制模型；

S2、確定影響雙饋風機電壓電流輸出的關鍵因素，即特征影響因子，形成數據集；

S3、基于獲得的數據集，利用最大最小距離法對雙饋風電場群進行初次聚類；

S4、利用初次聚類中心和各臺風機的曲線相似度進行二次聚類，二次聚類后進行雙饋風電場等值運算。

進一步地，所述步驟S1中，所述雙饋風機電壓電流控制模型為發生低電壓故障下運行的控制模型。

進一步地，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S1.1、建立雙饋風機運行期間輸出電壓模型為：

U_N'＝αU+Z[nI_N+(n-1)I_N-1+…+I₁]；

式中，U_N’為故障后N點的風機電壓，α為電壓跌落系數，Z為相鄰風機線路間阻抗，I為風機各支路電流，U為風機并網點電壓，n為N點距離并網點的風機總數；