[发明专利]一种无迹卡尔曼滤波的风电场机端电压测量方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域的一种无迹卡尔曼滤波的风电场机端电压测量方法及其应用。

背景技术

近年来随着风力发电不断地发展，风电场装机容量逐年上升，风力发电所占的比例越来越大，尤其是在欧美的一些发达国家，风力发电所占电网供电比例已经非常高，如丹麦已经超过了20％，逐渐成为了一种常规能源。因此积极发挥风力发电的优势，将有利于电网质量的提高。

在传统电厂的无功调节中，往往通过投放SVC(Static Var Compensator静止无功补偿器)和SVG(Static Var Generator静止无功发生器)等无功调节设备进行电网的无功调节和电压调节，但是此类设备成本较高，且较难实现动态投放，不利于电厂电压协调的动态控制。

双馈风电机组具有发容性无功和感性无功的能力且便于动态控制，因此，积极发挥双馈风电场风电机组的无功调节能力，实现风电场内部的电压协调控制，有利于提高电网电压的稳定性。

在风电场电压协调控制时，为了降低场级控制的复杂程度，提高场级控制效率和精度，首先应该针对每个独立的风机采用机端电压闭环控制策略，然后再由场级控制器协调控制。

对于每个独立的风机，可以通过采集箱变低压端电压作为反馈信号，然后控制风电机组的发出相应的容性或者感性无功对电压进行闭环调节。然而由于电网的原因，在该闭环控制系统中，风电机组发出较大的无功量只能对电网进行较小的电压幅值调节，即前向通道增益较小。同时，对应于反馈通道，机端电压有较小变化时，通过计算得到的无功输入给定变化会很大，即反馈通道增益较大，易造成风电机组无功输入给定出现频繁的大幅值波动，不仅使得电压调节精度降低，而且对风电机组的寿命造成危害。

因此，设计合理的机端电压观测器，提高反馈低增益信号的测量精度，对于提高风电场电压协调控制的精度以及保护风电机组都有较为重要的意义，同时对于模型时变的低增益信号的高精度测量方法具有普遍推广意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无迹卡尔曼滤波的风电场机端电压测量方法及其应用，使其实现低增益信号的高精度测量功能，以提高双馈风电场单个风电机组在电压协调控制时的精度和稳定性，克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种无迹卡尔曼滤波的风电场机端电压测量方法，设置最优模型参数初始值为k时刻风电场机端电压测量方法的步骤如下：A.测得k时刻的机端电压观测值Y_k；

B.根据Y_k以及k-1时刻的最优模型参数利用机端电压状态模型对系统状态进行最优估计，得到k时刻的机端电压最优估计值C.根据和Y_k，利用机端电压参数模型对系统模型参数进行最优估计，将修正为D.在k+1时刻重复步骤A-C。

作为本发明的一种改进，所述的机端电压状态模型和机端电压参数模型均运用机动目标辛格模型进行数学建模。

所述的机端电压参数模型为

λk+1=λk+ηkYk=Hf(X^k-1,λk)+ξk]]>

式中，η_k为零均值白噪声，Y_k为机端电压的观测值，ξ_k为零均值测量白噪声，