一种双馈风电场等值方法、系统及设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115905781A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202310020035.0(22)申请日2023.01.06(71)申请人北京市首发工贸有限责任公司地址101102北京市通州区马驹桥镇东申请人华北电力大学(72)发明人杨秋林闫锋张思婷李松松尹传军(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师赵兴华(51)Int.Cl.G06F17/13(2006.01)G06F17/16(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图6页(54)发明名称一种双馈风电场等值方法、系统及设备(57)摘要本发明公开一种双馈风电场等值方法、系统及设备，该方法包括：根据机组运行状况的状态变量将双馈风电场划分为若干个风电集群，对每个风电集群进行网络阻抗建模，确定风电集群网络阻抗方程，将双馈风电场解耦成多个等效风电机组子系统；对等效风电机组子系统进行等效变换，确定每个等效风电机组子系统的主导特征函数模型；根据主导特征函数模型确定等效风电机组子系统的主导特征根轨迹；根据主导特征根轨迹确定主导风机；基于每个风电集群中主导风机的动态特性构建整个双馈风电场的等效降阶模型，以表征双馈风电场的动态特性。本发明能够提高稳定性判定结果准确度，更有益于系统的动态稳定性分析。CN115905781ACN115905781A权利要求书1/3页1.一种双馈风电场等值方法，其特征在于，包括：根据机组运行状况的状态变量将双馈风电场划分为若干个风电集群，构建混联型拓扑结构的风电场；一个所述风电集群为一条支路，每个所述风电集群看作一台风电机组的扩容，所述双馈风电场的动态特性由所述风电机组表征；所述状态变量包括输入风速、有功功率以及无功功率；对每个所述风电集群进行网络阻抗建模，确定风电集群网络阻抗方程；根据所述风电集群网络阻抗方程，将所述双馈风电场解耦成多个等效风电机组子系统；对所述等效风电机组子系统进行等效变换，确定每个所述等效风电机组子系统的主导特征函数模型；根据所述主导特征函数模型确定所述等效风电机组子系统的主导特征根轨迹；根据所述主导特征根轨迹确定主导风机；所述主导风机的动态特性等效代表所述风电集群的对外主导动态特性；基于每个所述风电集群中所述主导风机的动态特性构建整个双馈风电场的等效降阶模型；所述等效降阶模型用于表征双馈风电场的动态特性。2.根据权利要求1所述的双馈风电场等值方法，其特征在于，所述风电集群网络阻抗方程为：V(s)‑ZL(s)I(s)＝VG(s)；其中，V(s)为风电机组端口电压；ZL(s)为线路阻抗；I(s)为风电机组端口电流；VG(s)为并网点电压。3.根据权利要求1所述的双馈风电场等值方法，其特征在于，根据所述风电集群网络阻抗方程，将所述双馈风电场解耦成多个等效风电机组子系统，具体包括：将所述风电集群网络阻抗方程进行线性化处理，生成线性化处理后的风电集群网络阻抗方程；基于所述线性化处理后的风电集群网络阻抗方程确定所述双馈风电场馈入交流网络的电流动态特性；根据所述电流动态特性确定风电集群等效特征方程；基于对称矩阵特性，对所述风电集群等效特征方程进行处理，将所述双馈风电场解耦成多个等效风电机组子系统。4.根据权利要求3所述的双馈风电场等值方法，其特征在于，所述等效风电机组子系统为：其中，MA为混联型拓扑结构风电场中等效风电机组子系统的数量；k为任一条所述支路上的风电机组的台号；zk(s)为第k个等效风电机组子系统的阻抗矩阵；Zwk(s)为第k台风电机组交流侧的等效阻抗矩阵；λk为第k个等效风电机组子系统的特征值；L为复平面静止坐标系的线路变换矩阵。5.根据权利要求1所述的双馈风电场等值方法，其特征在于，所述主导风机与所述等效2CN115905781A权利要求书2/3页风电机组子系统内剩余的主导特征根轨迹的关系为：其中，||·||代表矩阵的秩，o(·)代表高阶级数；为风场内剩余等效风电机组子系统主导根轨迹；γmax为所有等效风电机组子系统中主导特征根实部最大的风机，即主导风机。6.一种双馈风电场等值系统，其特征在于，包括：混联型拓扑结构的风电场构建模块，用于根据机组运行状况的状态变量将双馈风电场划分为若干个风电集群，构建混联型拓扑结构的风电场；一个所述风电集群为一条支路，每个所述风电集群看作一台风电机组的扩容，所述双馈风电场的动态特性由所述风电机组表征；所述状态变量包括输入风速、有功功率以及无功功率；风电集群网络阻抗方程确定模块，用于对每个所述风电集群进行网络阻抗建模，确定风电集群网络阻抗方程；解耦模块，用于根据所述风电集群网络阻抗方程，将所述双馈风电场解耦成多个等效风电机组子系统；主导特征函数模型确定模块，用于对所述等效风电机组子系统进行等效变换，确定每个所述等效