[发明专利]基于风电机组3种运行区域的风电场模型聚合方法在审

专利信息
申请号: 201810202883.2 申请日: 2018-03-13
公开(公告)号: CN108304681A 公开(公告)日: 2018-07-20
发明(设计)人: 陈武晖;王丹辉;汤海雁;于笑;李琰;迟永宁;田新首;刘超 申请(专利权)人: 江苏大学;中国电力科学研究院有限公司
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G06K9/62;G06Q50/06
代理公司: 北京德崇智捷知识产权代理有限公司 11467 代理人: 冯燕平
地址: 212013 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 风电机组 聚合 等值参数 风电场 单台机组 等值阻抗 集电系统 运行区域 风机 变压器 公共耦合点 等值建模 等值模型 分析效率 风速区间 简化模型 接线方式 控制策略 同一区间 运行区间 运行特性 出线端 计算量 建模 时域 阻抗 风速 算法 应用 分析
【权利要求书】:

1.一种基于风电机组3种运行区域的风电场模型聚合方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1:确定所选择的风电场内风电机组的运行特性,即功率—转速特性,通过其运行特性,设定不同的聚合区间;

步骤2:在某一确定的聚合区间内,设定该区间内所需聚合风机的台数,运用K-means聚类方法将该区间内的机组聚合;

步骤3:设定风电场内风电机组的台数为n台,根据每台5MW的风电机组参数聚合等值后的风电机组相关参数Seq,Veq,Xls_eq,Xlr_eq,XM_eq,Rs_eq,Rr_eq,机端升压变压器的参数Zeq_WF

其中:Seq是等值发电机额定功率;Veq是等值发电机额定电压;Xls_eq和Xlr_eq分别为等值发电机定子漏抗和转子漏抗;XM_eq为等值发电机励磁电抗;Rs_eq和Rr_eq分别为等值发电机定子电阻和转子电阻,Zeq_WF为等值变压器的阻抗;

步骤4:根据所确定的机组的编号,通过功率等值的方法计算出每台机组相对于公共耦合点的串联等值阻抗,再求解出本组机组的并联等值阻抗值即为聚合机组集电系统的阻抗值;

步骤5:根据计算求解出的等值发电机组相关参数,等值变压器相关参数和等值集电系统相关参数建立风电场等值简化模型,同时根据风电场内发电机组相关参数,变压器相关参数和集电系统相关参数建立风电场的详细模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于风电机组3种运行区域的风电场模型聚合方法,其特征在于:所述步骤1中,根据其运行特性将整个风电场内的风电机组分为3类,即:区间1:[3,5]m/s的低速恒转速区,区间2:[5,11.3]m/s的最大风速跟踪(MPPT)区和区间3:[11.3,25]m/s的恒转速恒功率区,每一个控制区间根据所需等值需求确定等值台数。

3.根据权利要求1所述的一种基于风电机组3种运行区域的风电场模型聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,K-means聚合方法的实现为:

步骤2.1)从所需分类的风速区间数据D中随机取k个元素,作为k个簇的各自的中心;

步骤2.2)分别计算剩下的元素到k个簇中心的相异度,将这些元素分别划归到相异度最低的簇,相异度一般用欧氏距离或者马氏距离来运算,距离越小,说明二者之间越相似;

步骤2.3)根据聚类结果,重新计算k个簇各自的中心,计算方法是取簇中所有元素各自维度的算术平均数;

步骤2.4)将风速数据D中全部元素按照新的中心重新聚类;

步骤2.5)重复第2.4步,直到聚类结果不再变化,输出每个聚类的结果,即为每台聚类分组的编号;

步骤2.6)在确定每个分组中的风机台数与编号后,通过式计算每一分组等值风速,其中vi为第i台机组的实际风速大小,veq为等值后改组等值机组的等值风速。

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