基于直驱风电场的等值建模方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115982937A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211449261.2(22)申请日2022.11.18(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区双清路30号清华大学清华园北京100084-82信箱(72)发明人李东晟沈沉陈颖黄少伟(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师苗青盛(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书3页说明书17页附图7页(54)发明名称基于直驱风电场的等值建模方法及装置(57)摘要本发明提供一种基于直驱风电场的等值建模方法及装置，包括：获取直驱风电场中所有风力机的当前风速和故障信息；基于所述当前风速和所述故障信息，分别计算各所述风力机的机端故障稳态电压；根据各所述风力机的机端故障稳态电压和预存的分群策略，对各所述风力机进行分群处理，以得到至少一个直驱风电机组；基于所述直驱风电机组的斜坡恢复特性状态，分别构建等值模型。本发明根据风力机的机端故障稳态电压对风力机进行分群，得到直驱风电机组，基于直驱风电机组的斜坡恢复特性状态，构建等值模型，既考虑到了其斜坡恢复特性，又能对其故障恢复过程进行准确的等值建模，实现适用性更好、准确性更好的等值建模的效果。CN115982937ACN115982937A权利要求书1/3页1.一种基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，包括：获取直驱风电场中所有风力机的当前风速和故障信息；基于所述当前风速和所述故障信息，分别计算各所述风力机的机端故障稳态电压；根据各所述风力机的机端故障稳态电压和预存的分群策略，对各所述风力机进行分群处理，以得到至少一个直驱风电机组；基于所述直驱风电机组的斜坡恢复特性状态，分别构建等值模型。2.根据权利要求1所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，基于所述当前风速和所述故障信息，分别计算各所述风力机的机端故障稳态电压，具体包括：获取所述直驱风电场的拓扑数据，对所述直驱风电场中各条馈线形成支路阻抗矩阵及支路节点矩阵，并将所述直驱风电场内所有风力机的机端故障稳态电压设置为风电场并网点故障稳态电压Ust；对各风力机的机端故障稳态电压进行修正，以得到各风力机的修正后机端故障稳态电压直至收敛后输出比较与以判断电压差值是否满足收敛精度，若不收敛，将值赋给并重新对机端故障稳态电压进行修正；若收敛，则输出3.根据权利要求2所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，利用预设公式对各风力机的机端故障稳态电压进行修正；其中，所述预设公式包括：2CN115982937A权利要求书2/3页其中，为第i台风力机机端故障稳态电压相量；Pi为第i台风力机故障稳态下输出的有功功率；ΔQi为第i台风力机故障稳态下输出的无功功率；Igdref为有功电流参考值；Igqref为无功电流参考值；为由风力机i注入的电流；j表示复数的虚部；为由构成的节点注入电流列向量；为支路电流列向量；C15为支路节点矩阵；为支路压降列向量；Zi为支路阻抗矩阵；为节点压降列向量；为风电场并网点故障稳态电压；为修正后的各风力机机端故障稳态电压列向量标幺值。4.根据权利要求1所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，基于所述直驱风电机组的斜坡恢复特性状态，分别构建等值模型，具体包括：在所述直驱风电机组为无斜坡恢复特性的情况下，所述等值模型为单机倍乘等值模型。5.根据权利要求4所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，所述单机倍乘等值模型的表达式为：‑1其中，Vi,c为分群c中第i台风力机的风速；Nc为分群c中直驱风力机台数；f为风功率曲线反函数；f为风功率曲线函数；Veq,c为分群c等值机的等效风速。6.根据权利要求1所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，基于所述直驱风电机组的斜坡恢复特性状态，分别构建等值模型，具体包括：在所述直驱风电机组为有斜坡恢复特性的情况下，所述等值模型为多段斜率恢复限制的单机等值模型。7.根据权利要求6所述的基于直驱风电场的等值建模方法，其特征在于，所述多段斜率恢复限制的单机等值模型的表达式为：其中，为故障过程中的d轴电流；Imax为变流器允许通过电流上限值；为各风力机机端故障稳态电压；IN为风电机组额定电流；ti为第i台风力机斜坡恢复过程的持续时间；Id0i为第i台风力机正常运行时的有功电流；k为单台机中限制的有功电流最大上升速率；N1为分群1中直驱风力机台数；tN为第N台风力机斜坡恢复过程的持续时间。8.一种基于直驱风电场的等值建模装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取直驱风电场中所有风力机的当前风速和故障信息；计算模块，用于基于所述当前风速和所述故障信息，分别计算各所述风力机的机端故3CN1159