[发明专利]计及风电功率随机波动的广义负荷建模方法与装置

权利要求书

1.一种计及风电功率随机波动的广义负荷建模方法，其特征在于，该方法包括：

(1)确定广义负荷模型结构

风电场接于配网侧时，从枢纽母线角度，该区域等效为广义电力负荷，广义负荷模型结构包括无功补偿设备、静态负荷、感应电动机负荷、异步发电机、功率注入模块、配网等值阻抗，其中异步发电机经功率注入模块与无功补偿设备、静态负荷、感应电动机负荷并联在虚拟负荷母线一侧，虚拟负荷母线另一侧经配网等值阻抗接入外部电网；其中异步发电机等效替代风电场的暂态特性，功率注入模块反映风电场功率随机波动特性；

(2)通过统计综合法得到异步发电机聚合参数

风电场功率输出在观测过程中是时变的，风电场的其他电气参数是非时变的，所以等值异步发电机的电气参数通过对各单台异步发电机进行容量加权聚合得到；

(3)负荷模型参数辨识

调取负荷节点故障轨迹与风电场出力，将两处记录的功率相加得到纯负荷的功率动态信息；对数据进行预处理获得可用于参数辨识的电压、纯负荷有功功率和无功功率数据，采用粒子群算法从动态轨迹信息中辨识得到所提出负荷模型中电动机负荷、静态负荷、无功补偿、配网等值阻抗参数；

(4)配置用户自定义程序并生成动态链接库

用户自定义程序实现注入功率的计算或导入；根据用户的需要由风电场实测数据获得注入功率，换算成时变电流形式进行注入；或者由用户自定义注入功率，换算成时变电流形式进行注入；自定义程序以动态链接库的形式生成，供混合时域仿真软件调用；

(5)注入功率波动数据

在暂态分析和小扰动特征值分析时，屏蔽功率注入模块，仅考虑异步发电机的动态特性；在计及风电功率随机波动特性进行中长期动态分析时，激活功率注入模块，该模块以时变电流形式向系统注入。

2.根据权利要求1所述的计及风电功率随机波动的广义负荷建模方法，其特征在于，前述步骤(1)中，所述静态负荷采用ZIP模型，所述感应电动机负荷与异步发电机采用计及机电暂态的感应电机模型。

3.根据权利要求1所述的计及风电功率随机波动的广义负荷建模方法，其特征在于，前述步骤(5)中，功率注入模块的数据通过风电场实测获得或通过自定义数据生成获得。

4.根据权利要求1所述的计及风电功率随机波动的广义负荷建模方法，其特征在于，在该广义负荷模型建立后，不计及风电功率随机波动分析时屏蔽功率注入模块，进行风电功率随机波动影响分析时激活功率注入模块，所述功率注入模块以时变电流形式注入负荷母线。

5.一种计及风电功率随机波动的广义负荷建模装置，其特征在于，该装置包括：

用于确定广义负荷模型结构的模块，被设置成按照下述方式确定广义负荷模型的结构：风电场接于配网侧时，从枢纽母线角度，该区域等效为广义电力负荷，广义负荷模型结构包括无功补偿设备、静态负荷、感应电动机负荷、异步发电机、功率注入模块、配网等值阻抗，其中异步发电机经功率注入模块与无功补偿设备、静态负荷、感应电动机负荷并联在虚拟负荷母线一侧，虚拟负荷母线另一侧经配网等值阻抗接入外部电网；其中异步发电机等效替代风电场的暂态特性，功率注入模块反映风电场功率随机波动特性；

用于通过统计综合法得到异步发电机聚合参数的模块，被设置成通过下述方式得到异步发电机聚合参数：等值异步发电机的电气参数通过对各单台异步发电机进行容量加权聚合得到；

用于负荷模型参数辨识的模块，被设置成通过下述方式辨识负荷模型参数：调取负荷节点故障轨迹与风电场出力，将两处记录的功率相加得到纯负荷的功率动态信息；对数据进行预处理获得可用于参数辨识的电压、纯负荷有功功率和无功功率数据，采用粒子群算法从动态轨迹信息中辨识得到所提出负荷模型中电动机负荷、静态负荷、无功补偿、配网等值阻抗参数；

用于配置用户自定义程序并生成动态链接库的模块，被设置成通过下述方式配置动态链接库：用户自定义程序实现注入功率的计算或导入；根据用户的需要由风电场实测数据获得注入功率，换算成时变电流形式进行注入；或者由用户自定义注入功率，换算成时变电流形式进行注入；自定义程序以动态链接库的形式生成，供混合时域仿真软件调用；

用于注入功率波动数据的模块，被设置成按照下述方式注入功率波动数据：在暂态分析和小扰动特征值分析时，屏蔽功率注入模块，仅考虑异步发电机的动态特性；在计及风电功率随机波动特性进行中长期动态分析时，激活功率注入模块，该模块以时变电流形式向系统注入。