[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

说明书

本发明公开了一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，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；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；本发明能较好的保留风电场的弱阻尼次同步振荡模式，适用于直驱风电场次同步振荡分析，数据容易获取，可在线应用。

技术领域

本发明涉及风电场等值方法，具体涉及一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法。

背景技术

近年来，风电发展迅猛装机规模持续增大，随之而来的，风电的次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation,SSO)问题不断凸显，事故也屡有发生；2009年10月，美国德克萨斯州一个双馈风电场发生振荡频率约为20Hz的次同步振荡；2012年12月，中国华北地区某双馈风电场发生振荡频率约为6-8Hz的次同步振荡，这也是中国第一次出现风电次同步振荡；2015年7月，中国新疆某地区大型直驱风电场出现次同步振荡，引起临近汽轮机组的扭振保护动作。

在应用于暂稳分析的风电场等值中，将风电场进行多机等值已较为常见，其首先对风机进行分群，然后对群内的风机等值为一台机。而在次同步振荡的分析中，更多的是将风电场等值为单机模型。但研究表明，在次同步振荡分析中，当风电场中各风机的运行状态、参数等不同时，风电场等值为单机模型可能会不准确。在考虑风电场中风机运行在不同风速、功率等状态下的次同步振荡分析的研究中，会使用多机等值来表征风电场。但是当前关于应用于次同步振荡分析的等值方法的研究并不多。与应用于暂稳分析的风电场等值中，保持等值前后风电场并网点的有功、无功响应一致的目标不同；在次同步振荡分析中，主要关注点在于风机的弱阻尼模式，在等值后的模型中也希望尽可能保留下风机的弱阻尼模式。因此，由于目标不同，有必要研究应用于次同步振荡分析的风电场等值方法。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷提供一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法。

本发明采用的技术方案是：一种用于次同步振荡分析的直驱风电场动态等值方法，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；

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。

进一步的，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。

进一步的，所述步骤2中的分群方法如下：