一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法

摘要

一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法，包括如下步骤：步骤a：读入各风机的输入数据，包括：风机的模型参数；风机的输入风速；风机的风功率特性；所研究的扰动信息：风速扰动或电气故障；步骤b：根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；步骤c：输出风电场动态等值的计算结果，包括：风机的分群信息；等值机的模型参数；等值机的输入风速曲线。本发明的有益效果如下：本发明充分考虑了风机输入风速对等值计算的影响，并根据输入风速的特性来对风机进行分群，从而提高了等值计算的精度。

主权项

1.一种含双馈风电机组的大型风电场动态等值方法，包括如下步骤：步骤a：读入各风机的输入数据，包括：风机的模型参数；风机的输入风速；风机的风功率特性；所研究的扰动信息；风速扰动或电气故障；步骤b：根据各风机输入风速的特性对风机进行分群，同群的风机被等值在一起，计算等值机的输入风速；步骤c：输出风电场动态等值的计算结果，包括：风机的分群信息；等值机的模型参数；等值机的输入风速曲线；其特征在于：所述步骤b）中根据各风机输入风速的特性对风机进行分群以及将同群的风机等值的过程如下：（1）计算每一风机的输入风速的平均值和方差输入风速平均值的计算公式如式（1）：$\bar{v}=\frac{\underset{t=t_0}{\overset{t_n}{\Sigma }}{v}_t}{n+1}---\left(1\right)$其中，t₀是仿真的开始时刻，t_n是仿真的结束时刻，v_t是t时刻的风速值，t₀和t_n之间共有n+1个仿真时刻；方差的计算包括正半方差σ₊和负半方差σ_-的计算，其中正半方差σ₊的计算公式是：${\sigma }_{+}=\sqrt{\frac{\underset{t\in {\sigma }_{+}}{\Sigma }{w}_t{(v_t-\bar{v})}^2}{\underset{t=t_0}{\overset{t_n}{\Sigma }}{w}_t}}---\left(2\right)$其中，由式（1）给出，t∈σ₊是在t₀和t_n之间所有满足的时刻；而t时刻的权重值w_t由式（3）给出：$w_t=\frac{1.0}{1.0+\frac{t}{K}}---\left(3\right)$其中，K＞0，从而使得0＜w_t≤1；K的值越大，则不同时刻权重值的差别越小，而当1＞K＞0时可以放大不同时刻的权重值之间的差别，K是用于计算w_t的预设值；负半方差σ的计算公式如下：${\sigma }_{-}=\sqrt{\frac{\underset{t\in {\sigma }_{-}}{\Sigma }{w}_t{(v_t-\bar{v})}^2}{\underset{t=t_0}{\overset{t_n}{\Sigma }}{w}_t}}---\left(4\right)$其中，是t₀和t_n时刻之间的风速的平均值，t∈σ是在t₀和t_n之间所有满足的时刻，而w_t由式（3）给出；（2）按照平均风速值和方差对风机分群对于满足σ₊＜σ_thp1且σ_-＜σ_thn1的风机采用宽松的分群标准：将切入风速和额定风速之间均分为N群，而将额定风速和切出风速之间均分为M群；对于σ₊≥σ_thp1或者σ_-≥σ_thn1的风机采用严格的分群标准：即同一群中编号为i和j的任意两台风机的平均风速值和方差必须同时满足式（5）、式（6）和式（7）所示的三个条件；$|\overline{v_i}-\overline{v_j}|<v_{\mathrm{th}}---\left(5\right)$其中，σ_thp1为正半方差的阀值，σ_thn1为负半方差的阀值，是编号为i的风机的平均风速值，是编号为j的风机的平均风速值，v_th是风速偏差的阀值；|σ_i+-σ_j+|＜σ_thp2          （6）其中，σ_i+是编号为i的风机的正半方差值，σ_j+是编号为j的风机的正半方差值，σ_thp2是预设的偏差阀值；|σ_i--σ_j-|＜σ_thn2        （7）其中，σ_i-是编号为i的风机的负半方差值，σ_j-是编号为j的风机负半方差值，σ_thn2是预设的偏差阀值；（3）汇总风机的分群信息根据计算结果，得到风电场全部风机的分群信息；同群的风机将被等值为一台机；在标幺值系统下，等值机拥有与单台该型风力发电机相同的模型，而等值机的额定容量等于其所代表的各台风机的额定容量之和。