[发明专利]一种大规模风电机群等值小信号模型建模方法

说明书

本发明为一种大规模风电机群等值小信号模型建模方法，该方法首先按集电线路来对大规模风电场进行划分，详细测量第A条集电线路的风速、接入线路阻抗数据，并对其进行聚类分组，依据各条集电线路的风速历史数据来建立相关性模型，并依据集电线路之间的相关性系数及第A条线路的实际数据、及聚类情况，来得到各条集电线路的等效聚类情况，再整合得到大规模山地型风电机群的分组，再依据风机所处运行区域的不同构建风速、阻抗的不同进行区别等值，并根据分组不同构建不同分组下的等值小信号模型，最后再整合为整体的等值小信号模型。该方法分析结果更加精准且全面，从而可更好的保证电网的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及新能源场站等值建模技术领域，尤其是涉及一种大规模风电机群等值小信号模型建模方法。

背景技术

新能源是一种无污染的清洁可再生能源，在当今提倡可持续发展的大背景下，大力发展新能源尤其是风能、光伏发电，可以在很大程度上节省煤炭等化石能源，减少环境污染，具有极大的经济和社会效益。大规模风电机群的接入势必会对传统电力系统的安全稳定性产生影响。当前，国内外曾多次发生过由风电场接入引发的次同步振荡事故，因此对大规模风电机群接入电网进行稳定性分析是十分有必要的。在对大规模风电机群进行小信号模型建模时，对其中每台机组进行详细建模是不实际的，因此有必要建立等值小信号模型，其模型的准确性、全面性也至关重要。

我国有大量的山地型风电机群，山地型风电机群相比于平原型风电机群，其各风机风速之间的关系更加复杂，其等值风速不能如平原型风电机群单纯依据风速平均值或考虑尾流效应来进行求取，并且山地型风电机组之间的排列无规则性更强，通常大规模山地型风电机群包含几百甚至上千台风机，依次测量每台风机的接入线路阻抗进行等值计算，工作量太大不容易实现，而平原型风电机群多采用的依据接线形式进行串联、并联阻抗等值方法也不太适用于此类型风电场。大规模山地型风电机群进行小信号分析等值建模时，其风速的合理等值及风机接入线路阻抗的合理等值是保证模型准确性的基础。

如，齐雯(齐雯.大型风电场等值建模及其并网稳定性研究[D].北京交通大学,2013.)公开的大型风电场等值建模方法为一种时域分析方法，只选取了可表征双馈机组运行特点的特征状态变量风速V,转差率S,发电机功率Pe，来作为风电场划群指标，未考虑风机接入线路阻抗的影响，且该等值方法未应用于风电场小信号等值建模。

CN107769227A_一种适用于次同步研究的风电场等值建模：依据系统的接线方式提出了风电场内集电系统的串联等值阻抗及并联等值阻抗，在建模时需要获得每台风机的接入阻抗参数及接入形式，获取具有很大难度，工作量大，不适于大规模山地型风电机群建模使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的基于风速相关性的大规模山地型风电机群等值小信号模型建模方法。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种大规模风电机群等值小信号模型建模方法，该方法包括以下步骤：

S1、获取整个风电机群的每条集电线路在不同季节下的历史风速数据，整个风电机群共有k条集电线路，任意指定其中一条集电线路为第1条集电线路，同时测量采集该第1条集电线路的当前风速数据及其所带每台风机的当前风速数据，并测量计算每台风机相应的接入线路阻抗数据；

S2、对不同季节下的第1条集电线路与其余集电线路的历史风速数据进行相关性分析，并依据第1条集电线路的当前风速数据及相关性获得第1条集电线路与其余集电线路在各个季节下的风速相关性系数K_pj，p＝2,…，k；j＝1、2、3、4，j表示不同季节；

S3、根据采集的第1条集电线路上的所有风机当前风速数据，将该集电线路上的所有风机依据风机在不同风速下所处运行区域分成e组，根据测量计算得到的第1条集电线路上的所有风机接入线路阻抗数据对每组运行状态风速下的风机再分成o组，共计将第1条集电线路上的所有风机分成e*o组；e和o均为大于1的整数；