[发明专利]一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法

权利要求书

1.一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据环境激励响应数据辨识各风机的次同步振荡模式；

步骤2：根据次同步振荡频率进行聚类得到风机初步分群结果；

步骤3：根据次同步振荡阻尼比对步骤2得到的初步分群结果进一步分类得到风机最终分群结果，具体为：基于步骤2得到的初步分群结果，对每一群中的风机进行第二次分类：若次同步振荡阻尼比ζ_n＞ζ_weak，则风机n分入强阻尼群；若0＜ζ_n＜ζ_weak，则风机n分入弱阻尼群；若ζ_n≤0，则风机n分入负阻尼群；ζ_n为第n台风机的次同步振荡阻尼比，ζ_weak为设定阈值；

步骤4：根据加权等值方法对步骤3得到的最终分群结果中的风机参数进行等值；

步骤5：根据等值前后电压损耗不变的原则对步骤3得到的最终分群结果中的网络参数进行等值；

步骤6：根据步骤4和步骤5的等值结果得到等值模型，进行次同步振荡分析。

2.根据权利要求1所述的一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，其特征在于，所述步骤1中的辨识过程如下：

S11：选择正常运行下各直驱风机的变流器直流电容电压或输出有功功率的时间序列数据作为环境激励响应数据；

S12：提取环境激励响应数据中的自由振荡响应特征；

S13：根据自由振荡响应特征辨识风机次同步振荡模式，得到各风机的次同步振荡频率f和阻尼比ζ。

3.根据权利要求1所述的一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，其特征在于，所述步骤2中的分群方法如下：

S21：设定聚类半径r₀，为每一个样本q创建候选类；若|f_p-f_q|＜r₀，则将样本q划入以p为聚类中心的候选类中；f_q为第q台风机的次同步振荡频率，f_p为第p台风机的次同步振荡频率；

S22：遍历所有样本后，将具有最多样本数的候选类作为第一类，并从集合中删除该候选类中的样本；

S23：重复步骤S21-S22，直到所有样本均属于某一候选类。

4.根据权利要求1所述的一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，其特征在于，所述步骤4中等值过程如下：

其中：m_f为群内风机数目，S_h为第h台风机的容量，P_h为第h台风机的有功功率，Q_h为第h台风机的无功功率，M_h为第h台风机在自身容量下的标幺值参数，S_eq为等值后的风机容量，P_eq为等值后的风机有功功率，Q_eq为等值后的风机无功功率，M_eq为等值后的标幺值参数，h为风机序号。

5.根据权利要求1所述的一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，其特征在于，所述步骤5中的等值过程如下：

线路等值阻抗Z_eq为：

其中：m_f为群内风机数目，n_f为风电场中干线式风机支路中风机数目，Z_g为干线式支路中第g段支路阻抗，P_m为干线式支路上第m台风机的有功功率，P_h为群内第h台风机的有功功率，h为群内风机序号，g为支路序号；

线路等值对地导纳Y_eq为：

其中：S_h为群中第h台风机的容量，S_n为风电场内第n台风机的容量，N为风电场内风机数目，Y_WF为风电场内所有集电线路对地导纳之和；

箱式变压器等值阻抗Z_{T_eq}为：

其中：Z_Th为第h台风机的箱变阻抗。