一种大型风电场电磁暂态仿真的等效聚合模拟方法

摘要

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种大型风电场电磁暂态仿真的等效聚合模拟方法。本发明依据电力系统电磁暂态仿真算法的基本原理、以及电机和控制系统的动态方程与电网络代数方程求解算法特点，提出了单台风电机组加理想受控电流源模拟大型风电场的聚合模拟方法。采用本发明进行大型风电场并网的相关研究，能够降低大型风电场建模复杂度，提高建模效率。

主权项

一种大型风电场电磁暂态仿真的等效聚合模拟方法，其特征在于：采用单台风电机组加理想受控电流源模拟大型风电场的动态特性，包括以下步骤： (1)大规模风电场中单台并网风电机组的详细建模，采用电力系统电磁暂态仿真工具，针对由相同类型风电机组组成的大型风电场，建立以单机容量为基准的原动机系统、风力发电机以及控制系统的详细仿真模型，提取风电机组输出至风电并网点的电流信号； (2)风电场机组群聚合效应的并网点受控电流源模拟方法，提取双馈机组并网点线路的a、b、c三相电流信号iwa、iwb、iwc，并将该电流信号放大N‑1倍，其中N为与风电场风电台数相对应的自然系数；在风电并网点接入理想的受控电流源，其a、b、c各相电流值即为电流放大后的数值，如下式所示： ica＝(N‑1)×iwaicb＝(N‑1)×iwbicc＝(N‑1)×iwc式中，iwa、iwb、iwc与ica、icb、icc分别为风电并网点线路电流以及理想受控电流源电流； 该模型可用于模拟具有N台同类型风电机组的大型风电场；若系统具有多个大型风电场，均可照此一一执行； (3)风电场等效聚合模拟条件下的交流电网建模策略，依据所研究的大型风电场接入电网的实际拓扑结构以及交流同步发电机组、变压器容量及参数，建立交流电网模型，连接各大型风电场与交流电网，交流电网各元件参数均取为实际有名值，无需折算，其中： ①.交流线路的集中参数或分布参数，均采用实际有名值，无需统一归算； ②.发电机组的参数，采用以发电机组额定容量为基准的标幺值参数； ③.变压器的参数，采取以变压器额定容量为基准的标幺值参数； ④.若系统中含有直流控制设备，其容量与参数均可取为实际值，无需折算； (4)风电场等效聚合模拟条件下风电场特性调节方法，大型风电场出力变化特性通过单台风机的相关设置实现： 研究大型风电场在不同风速条件下出力特性对系统的影响，包括不同平均风速条件、不同渐变风和阵风，通过详细建模的单台风机的风功率系统予以实现，包括调整合成风速v中基本风vwb、阵风vwg、渐变风vwr和随机噪声风vwm的大小与比例； 风电场开机台数的变化则直接可通过受控电流源电流放大系数N实现。