[发明专利]一种考虑随机风速影响的风电场系统暂态稳定性评估方法

权利要求书

1.一种考虑随机风速影响的风电场系统暂态稳定性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建风电场系统的能量函数模型，具体表达式如下：

W＝W_L+W_P+W_Q+W_r+W_i+W_k+W_syn

其中，W为风电场系统的总能量，W_syn表示预先构建的风电场系统中同步机的能量函数，W_L表示存储在感性元件中的能量，其表达式如下：

其中，i_sd、i_sq分别是定子绕组在d、q轴的电流分量，i_rd、i_rq分别是转子绕组在d、q轴的电流分量，i_d、i_q分别是系统在d、q轴的电流分量，L_ls为定子漏感，L_lr表示转子漏感，L_m表示定子和转子绕组间互感；

W_P表示有功功率对应的势能部分，其表达式如下：

W_P＝-∫P_outdθ

其中，P_out为发电机输出的有功功率，θ为发电机节点电压相位；

W_Q表示无功功率对应的势能部分，其表达式如下：

其中，Q_out为发电机输出的无功功率，V为发电机机端电压；

W_r为转子运动方程表示的能量，其表达式如下：

其中，ω₁为定子角频率，T_m为机械转矩，T_e为电磁转矩，θ_r为转子位置角，M为惯性时间常数，Δs为发电机滑差率的变化量；

W_i为输电网络对应的势能部分，W_k为负载对应的势能部分，二者之和的表达式如下：

其中，V_i、V_j分别为节点i、j的电压，θ_i、θ_j分别为节点i、j的电压相位，B_ii为节点i的导线电纳，B_ij为节点i、j之间导线的电纳，i,j＝1,2,…,G，G＝n+m+1，表示节点数量；在风电场系统的G个节点中，前n个节点是发电机节点，第n+1个节点是无穷大母线，第n+2到n+m+1个节点是负荷节点；为第k个节点负荷的有功功率，k＝n+2,…,n+m+1，为第k个节点负荷的无功功率，θ_k为第k个节点负荷的电压相位，V_k为第k个节点负荷的电压幅值；

S2：构建风速随机过程模型，将风速表示为一个初速满足威布尔分布的维纳过程，并使用随机欧拉法求解得到风速的N条轨迹，N的大小根据实际需要确定；

S3：对于风电场系统能量函数中的每个输入量分别构建其对应的微分方程组，将步骤S2得到的N条风速轨迹分别代入各个输入量的微分方程组中，获取各个输入量对应的N条轨迹；

S4：将每条风速轨迹所对应的所有输入量轨迹作为一组，根据能量函数模型计算出该条风速轨迹所对应的能量函数轨迹，共计获取N条能量函数轨迹；

S5：采用势能边界法，求取风电场系统暂态情况下的能量裕度，完成风电场系统的暂态稳定性评估。