[发明专利]考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法

权利要求书

1.一种考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用广义短路比法建立多直驱风机并网模型并对模型进行化简，之后根据所述模型进行临界短路比计算获得临界短路比值α_GCSCR；

步骤2、设置最大抽样次数N，根据每个风电场的参数建立该风电场的风速累积分布函数；

步骤3、判断风电场个数Nwind是否大于1，若是，则根据风电场风速的相关系数矩阵以及风速累积分布函数生成Nwind*N维的具有相关性的风速样本；若Nwind＝1，则生成1*N维风速样本；

步骤4、建立风速功率转换模型，将每个风电场对应的风速样本转换成各风电场的输出功率样本；

步骤5、根据步骤4生成的每个风电场的输出功率样本求解振荡稳定裕度并进行振荡风险评估；具体为：

步骤5-1、将每一个风速样本对应的风电场输出功率样本P_w代入式(1)求解广义短路比α_SCR：

α_GSCR＝minλ(J_eq)＝minλ(diag(P_i^-1)B) (1)

步骤5-2、根据输出功率样本P_w对应的广义短路比α_SCR和临界短路比值α_GCSCR求解振荡稳定裕度m_SCR：

m_SCR＝α_SCR-α_GCSCR (2)

步骤5-3、计算在给定振荡稳定裕度指标时，使风场并网系统面临的最高的振荡不稳定风险值

式中，Pr表示概率，为小于或等于给定振荡稳定裕度指标的输出功率样本个数，为给定稳定裕度指标，N_s为样本总数。

2.根据权利要求1所述的考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法，其特征在于，步骤1所述利用广义短路比法建立多直驱风机并网模型并对模型进行化简，之后根据所述模型进行临界短路比计算获得临界短路比值α_GCSCR，具体为：

步骤1-1、利用广义短路比法建立多直驱风机并网模型：

式中，J_Gm(s)为电力电子设备群的雅克比传递函数矩阵，J_netm(s)为交流电网的雅克比传递函数矩阵，分别为：

式中，

其中：

式中，K_pl、K_i1分别为功率外环控制回路的比例和积分参数；K_p2、K_i2分别为电流内环控制回路的比例和积分参数；K_ppll、K_ipll分别为锁相环控制回路的比例和积分参数；L为滤波器电感；U_i、U_j表示节点i和节点j的节点电压；θ_ij表示节点i和节点j间的电压相角差；P_i＝diag(PL₁,PL₂,…,PL_n)，P_i为电力电子设备输出功率以单位容量为基准的标幺值，PL₁,PL₂,…,PL_n表示并网线路注入节点1，2,…,n的功率；符号表示Kronecker积；α(s)＝1/[(s/ω₀)²+1]，β(s)＝(s/ω₀)/[(s/ω₀)²+1]，其中ω₀为工频角速度；B_ij为消去无穷大电网所连节点后的节点导纳矩阵B中的元素，其具体表达式为：

式中，L_ij表示节点i和节点j间传输线上的电感；

步骤1-2、化简多直驱风机并网模型，具体为：

由式(4)可得多馈入系统的闭环特征方程为：

式中，det(*)表示行列式；

将式(11)各项同时左乘矩阵闭环特征方程变为：

式中，J_eq＝diag(P_i^-1)B；I_n为n阶单位矩阵；

对式(12)进行相似对角变换，可得：

式中，Λ＝diag(λ_i)，λ_i表示J_eq的特征值按顺序排列；

将式(13)分解为多个单馈入系统特征方程的积，即得到化简后的多直驱风机并网模型：

c₁(s)c₂(s)…c_n(s)＝0 (14)

其中，

步骤1-3、对式(14)求解特征根，改变λ_i的值，求得一对共轭特征根到达虚轴时所对应的广义短路比即为临界短路比α_GCSCR。