[发明专利]一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置

说明书

本发明提供了一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置，先确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值，然后确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值，最后验证风电机组电气模型的频率响应特性。本发明不仅能够解决现有技术中电网等效模型无法精准模拟电网频率扰动特性以及未考虑风资源的波动性造成无法准确模拟风电机组功率响应特性的问题，且能够对风电机组电气仿真模型进行闭环仿真，另外有助于提高风电机组电气仿真模型的准确性和仿真特性，有助于风电并网规划设计和电网安全稳定运行，降低了电力系统安全隐患，提高了经济性，具有较强的通用性。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置。

背景技术

含风电的电力系统频率扰动仿真研究要求风电机组的电气仿真模型能够准确模拟实际风电机组的频率响应特性。依据错误仿真结果的电力系统调控决策会导致系统扰动、设备损坏甚至大面积电网事故。因此在实施风电并网仿真分析之前，应验证风电机组电气仿真模型频率响应特性的准确度。

为了验证风电机组电气仿真模型频率响应特性的准确度，现有技术是在仿真软件平台中建立外部电网的等效模型，通过投切发电机或用电负荷来模拟电网的频率扰动，然后将风电机组响应特性的仿真结果与现场测试结果进行对比。因为电网等效模型无法精准模拟电网频率的扰动特性，并且在验证风电机组电气仿真模型的频率响应特性时无法排除电网频率扰动仿真模型误差的影响，所以难以合理界定仿真结果与实测结果误差的来源，导致上述在电气模型验证的应用中存在一定的局限性。为了避免上述问题，现有技术采取将风电机组电气仿真模型的频率控制环节开环，并将频率测试信号接入风电机组控制环节中电网频率输入端，然后将风电机组电气仿真模型的开环仿真输出结果与现场测试结果进行对比，但是该方法依赖于特定的电力系统仿真软件，并且需要具备修改风电机组电气模型结构和控制环节的条件，通用性较差。而且开环方法只适用于电气模型控制策略和控制精度的验证，因为缺少与电网的交互，无法验证模型仿真的可收敛性、控制稳定性、仿真平台兼容性等。且上述两种方法也未充分考虑风资源的波动性对风电机组功率的影响，会进一步影响误差界定的准确性。综上所示，现有技术存在误差界定不准确和特性验证不全面的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中误差界定不准确和特性验证不全面的不足，本发明提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置，先根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值；然后根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值，确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值；最后根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性，误差界定准确，且风电机组电气模型频率响应特性验证全面。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法，包括：

根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值；

根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值，确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值；

根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性。

所述风电机组仿真模型通过电力系统仿真软件预先构建，其包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型。

所述根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值，包括：

根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角；