[发明专利]一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法

权利要求书

1.一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，包括以下步骤：

步骤一，根据海上风电系统拓扑结构对风电场内的风电机进行分组，每组包括至少一台风电机；

步骤二，每组的多台风电机组成的支路成为风电机组的单链支路，等值容量为所有风电机组的容量之和，采用潮流计算的方法求出等值风电机组的总容量；

步骤三，对每组的多台风电机中的变压器进行等值分析，得到等效多机系统；

步骤四，对多组风电机组的集电系统进行等值分析，得到等效多链系统；

步骤五，根据步骤二、三、四得出的结果，建立适用于无功补偿的海上风电系统的仿真模型。

2.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的步骤二中，通过以下公式采用潮流计算求出等值风电机组的总容量：

公式中，为等值风电机组的总容量；，为单机的有功功率和无功功率；表示单位虚数；表示一条链路的风机数；表示风电场的总链路数；

根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的步骤三中，根据变压器无功损耗与步骤二中得出的等效总容量相关成正比的关系，对每组多台风电机的变压器进行等值分析。

3.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的步骤四中，根据风电场的输出为电流可控的恒压功率源，根据集电系统的功率损耗之和与步骤二中的等效输出有功功率和无功功率相同的原则，对多组风电机组的集电系统进行等值分析。

4.根据权利要求4所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的集电系统包括m条单链支路，m条单链支路中的有功损耗和无功损耗等效值采用以下公式计算：

公式中，为集电系统的总损耗功率； 为集电系统的总损耗感性无功功率；为集电系统的总损耗容性无功功率；为单台风电机组输出的有功功率，为单台风电机组输出的无功功率；为集电系统的电压；为单链支路数的序号；为单链支路的最大值；为单链支路数的序号；为单链支路的风机数；为第条链路中的第条电缆上通过的功率是单台风机输出功率的倍数；、、为第条链路中的第条电缆的单位电阻、电感和电容值；为第条链路中的第条电缆的长度；

6.根据权利要求4所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的风电机组的等效后电阻长度为，电缆经过的有功损耗和无功损耗分别为 和 。

5.根据权利要求4所述的一种适用于无功补偿的海上风电系统等值建模方法，其特征在于：所述的等效多链系统中集电系统的等效电阻、等效单位电感以及等效单位电容参数采用以下公式计算：

    公式中，r为电阻， L为电感， C为电容。