[发明专利]基于关键参数动态轨迹灵敏度特征的风电场电磁暂态等值建模方法

说明书

本发明提供一种基于关键参数动态轨迹灵敏度特征的风电场电磁暂态等值建模方法，包括：(1)建立风电场内风电机组的关键参数向量；(2)计算步骤(1)中风电机组相同故障下每个关键参数的动态轨迹灵敏度；(3)基于步骤(2)计算的关键参数的动态轨迹灵敏度，计算风电场内各类型风电机组之间的特征距离；(4)根据步骤(3)计算所得特征距离，对风电场内风电机组进行分群；(5)基于步骤(4)的分群结果，计算风电机群电磁暂态等值模型参数。本发明是在掌握影响风电故障穿越特性的关键因素的基础上，提出的一种基于关键参数动态轨迹灵敏度特征距离的风电场电磁暂态等值建模方法，为研究大规模风电的并网问题提供了实用化工具。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术和电力系统领域，具体是一种基于关键参数动态轨迹灵敏度特征的风电场电磁暂态等值建模方法。

背景技术

截至2019年底，全国风电装机达1.29亿千瓦、光伏发电装机达4318万千瓦。风电、光伏等新能源集中集中、多个电站集群汇集升压并网是我国西北、华北、东北等地区新能源的主要开发模式。

风电机组和光伏逆变器都为电力电子装备，采用传统的机电暂态分析难以准确掌握电力电子设备的暂态特性，需建立电磁暂态仿真分析模型。通常风电场包含数十上百台风电机组，现有电磁暂态仿真软件无法支撑如此大规模的风电场电磁暂态仿真。因此需要建立风电电磁暂态等值模型，支撑风电并网特性研究。

发明内容

为克服现有技术的不足，准确评价各个电站接入点电网强度，科学指导新能源规划和运行的需求，本发明提出一种基于关键参数动态轨迹灵敏度特征的风电场电磁暂态等值建模方法，为研究风电场的暂态稳定性提供基础支撑。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种基于关键参数动态轨迹灵敏度特征的风电场电磁暂态等值建模方法，包括如下步骤：

(1)建立风电场内风电机组的关键参数向量；

(2)计算步骤(1)中风电机组相同故障下每个关键参数的动态轨迹灵敏度；

(3)基于步骤(2)计算的关键参数的动态轨迹灵敏度，计算风电场内各类型风电机组之间的特征距离；

(4)根据步骤(3)计算所得特征距离，对风电场内风电机组进行分群；

(5)基于步骤(4)的分群结果，计算风电机群电磁暂态等值模型参数。

进一步的，步骤(1)中建立的风电场内风电机组的关键参数向量为：

V_i＝[R_cowbari,t_cowbari,i_qlvrti,i_plvrti] (1)

式中，V_i为风机i的主导参数向量，i为第i个风机型号，R_cowbari为风机i低电压穿越控制的cowbar电路的卸荷电阻，t_cowbari为风机i低电压穿越控制的cowbar电路投入时间，i_qlvrti、i_plvrti分别为风机i低穿期间的无功、有功电流设定值。

进一步的，步骤(2)计算步骤(1)中风电机组的关键参数的动态轨迹灵敏度，具体为：

式中，S_θ为参数θ对风机输出y的灵敏度，参数θ为式(1)中的关键参数，y为风机的暂态输出特性，即风机的有功和无功功率。

进一步的，步骤(3)基于步骤(2)计算的关键参数的动态轨迹灵敏度，计算风电场内各类型风电机组之间的特征距离，具体包括：