大规模并网型风电场等值建模研究现状

风电场等值模型的建立有助于对含有大规模风电接入的电网进行稳态运行以及各种稳定性问题的分析研究。介绍了风电场等值建模的基本思想,基于国内外关于大规模并网型风电场等值建模的研究现状,对风电场稳态和动态的各种等值建模法进行了简要的分析和综述。     

基于运行数据的大型风电场建模方法研究

为了研究大型风电场并网对电力系统调度、规划与设计的影响,运用统计学理论对大型并网风电场实时运行数据进行分析,提出一种利用运行数据建立风电场等值模型的新方法.采用数学形态学滤波器滤除风速中各种干扰,通过主成分分析法找出最能表征风电场运行行为的因子,实现对风电场的降阶处理.最后利用支持向量机的方法建立风电场整体模型.该模型...     

基于优化HAC算法的风电场等值建模方法

采用合适的风电场等值建模方法可以准确地分析风电场的相关特性。介绍了一种基于优化HAC算法的风电场等值建模方法,该方法兼顾建模简易与等值精度高2个方面,通过选取一般性指标与决定性指标这2种聚类指标,并采用优化的凝聚层次聚类(HAC)算法改进现有风电场等值建模方法。最后通过仿真验证及对比分析,证明了该方法在风电场等值建模中的有效性和优越性。     

适用于次同步振荡研究的直驱风电场等值建模

针对当前直驱风电场次同步振荡研究缺乏合适的等值模型这一问题,首先对单台直驱风机并网系统进行小信号建模及参与因子分析,得到了影响直驱风机次同步振荡的主导参量;接着将这些主导参量作为直驱风电场等值建模的聚类指标,利用SOM神经网络聚类算法对风电机组进行聚类,并借鉴同调等值法原理整定了风电机群的运行状态。最后,在PSCAD/EMTDC上建立了风电场等值模型,通过比较等值模型对实际风电场的等值效果,验证了直驱风电场等值建模方法的合理性。     

大型风电场失速型机组等值建模的研究

对于风电场中失速型机组的多机等值,采用异步发电机的机电暂态模型求解发电机组的等值电气参数,利用基于传递函数概念的参数辨识方法及最小二乘法求解发电机组的动态等值参数。利用系统等值得结果对一实例进行仿真,结果表明了等值方法的有效性和正确性,为今后研究风电场与电网之间的相互影响提供了良好的模型基础。     

适用于短路故障分析的风电场动态等值建模方法

针对风电场集电网络等值较为粗略、对非对称故障时等值模型精确度关注较少的情况,提出一种适用于短路故障分析的风电场动态等值建模方法。首先,依据系统潮流计算结果对集电网络进行等值解耦计算,并采用基于模块度的K均值算法对各风力机端电压进行聚类分析,实现风电机群内的多机聚合。其次,考虑到集电网络分布电容的影响,对聚合后风电场设置集中无功补偿电容。随后,为保证非对称故障过程中等值模型的有效性,提出风电场零序网络的等值方法。最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建的电磁暂态仿真模型,验证了所提动态等值方法的有效性。     

基于RTDS的风电场等值建模与验证分析

针对风电场运行条件复杂、运行工况动态变化导致风电场输出功率的分散性问题,采用数理统计方法对风电场外特性进行稳态等值,考虑到大型风电场所处地形复杂、机群分布不规则带来的风速差异性问题,以风电场内长时间尺度实测风速数据作为特征变量,采用改进动态聚类算法进行机群划分,进而基于风电场参数对等值机模型的参数进行聚合辨识。基于RTDS实时数字建模及仿真试验分析结果表明,建立的风电场等值模型能够准确地反映风电场在不同风速及电网侧短路故障下的动态特性,可用于含双馈风电机组风电场接入电力系统稳定性分析。     

风电场等值模型可辨识性研究

研究了风电场等值模型参数的可辨识性,对风电场模型参数的辨识具有重要的理论意义和实用价值。结果表明,利用风电场扰动前、后稳态条件和动态过程,证明了风电场等值模型参数是可唯一辨识的。     

双馈风电机组的建模仿真及其等值方法研究

文章分析了双馈风力发电机组的数学模型及控制模型,基于PSCAD/EMTDC平台搭建了双馈风力发电机组仿真模型,以阵风和渐变风为例,对风力发电机组并网运行端口的稳态特性和故障特性进行仿真,其结果实现定子侧有功、无功解耦控制及电压的恒定,验证了所建模型的正确性。在考虑尾流效应的情况下,研究了不同类型的双馈风电机组等值思路,搭建了等值模型,对其等值前后的稳态、暂态特性进行对比分析,结果表明了该等值方法的有效性,为大规模并网型双馈机组风电场进一步研究提供了有利条件。     

风电场不同等值模型的仿真研究

以含笼型异步发电机组的并网风电场为例,在分析单机异步风力发电机动态模型的基础上,研究了风电场容量加权单机等值、降阶变尺度多机等值、参数变换单机等值以及改进加权单机等值模型和方法.针对风电场机组参数完全相同和不同的两种算例,利用Matlah/Simulink平台建立了风电场不同等值模型,对风速扰动和风电场出口处发生三相短...     

风电场恒速发电机动态等值参数聚合的研究

风电场发电机数量众多,在研究含有大规模风电机组的电力系统稳定性时,为减少仿真计算量和时间,可采取动态等值的方法对风电场进行简化,为此提出了基于改进加权法的恒速风力发电机参数聚合实用化方法.在MATLAB/SIMULINK工具箱中对一实例系统进行建模和仿真,结果表明了该等值方法的正确性、精确性、简便性和有效性,为大规模并网型风电场的进一步研究提供了有利条件.     

基于MMPSO算法的风电场多机等值模型参数辨识

为了解决基于容量加权法的风电场等值模型参数难以充分反映风电场全部运行状态的问题,文章针对多机等值模型进行了参数辨识。首先,以电网侧故障为激励,根据各等值机组参数的轨迹灵敏度大小区分关键参数和一般参数。然后,采用改进的多粒子群优化算法分步辨识电气与控制器部分的关键参数。最后,通过仿真分析了各等值机组参数轨迹灵敏度大小与输出功率的关系及其变化规律,得到了参数修正后具有更优动态性能的多机等值模型。     

基于改进猴群算法的山地风电场建模研究

根据风电场等值建模理论,利用风电场的详细模型,提出了一种基于改进猴群算法的山地风电场建模方法,并在Matlab/Simulink环境下建立一个9 MW的小型风电场进行了仿真实验。通过三种风速下的仿真结果表明,基于改进猴群算法的单机等值模型和详细模型具有基本一致的运行特性,可以更加简单方便地得到风电场的模型,这为大型山地风电场的等值建模提供了基础。     

Application of gray relational analysis to k-means clustering for dynamic equivalent modeling of wind farm

Considering the characteristics of dynamic gray correlation among operational conditions of wind turbines, an innovative clustering method for dynamic equivalent modeling of wind farms (WFs) based on the dynamic gray cluster algorithm is proposed. The proposed method is used to determine the number and composition of equivalent wind turbine (WT) groups that can be used to represent a WF. Based on an analysis of auto-correlation coefficients among the various monitoring items of a supervisory control and data acquisition (SCADA) system for a WT, the time span of clustering samples is determined. Then, a correlation matrix of the clustering samples is constructed by using the dynamic gray relational analysis method. Finally, WTs are divided into groups by analyzing the abovementioned correlation matrix by using the k-means clustering algorithm, and WTs belonging to the same group are considered equivalent to one turbine to realize dynamic equivalent modeling of WFs. The method is demonstrated on a WF comprising 22 WTs connected to an IEEE 39 bus test system. Dynamic responses of the proposed model for the WF are compared against the response of the detailed model and other models for various scenarios. The comparison results show that the proposed dynamic equivalent model can describe the dynamic response characteristics of a WF with accuracy similar to that of the detailed model, and the proposed model is simpler and has lower computational complexity.     

含变速双馈风电机组风电场的等值问题

在研究含变速双馈风电机组的风电场对电网的影响时,需要建立合理的风电场模型.文章介绍了大型风电场的等值建模的主要特点,探讨了含变速双馈风电机组的风电场等值方法和在等值过程中应注意的问题,为今后变速双馈风电机组在大型并网风电场中的应用提供参考.     

基于运行数据和支持向量机的风电场动态建模

风电场建模是研究风电并网技术的基础,找到一种能够精确反映风电场状态和大幅缩短仿真时间的模型是目前国内外学者的研究重点。文章基于统计学习理论的支持向量机算法,以风电场动态建模为目标,针对单机模型和K-means模型所产生的误差,提出一种基于风电场风速威布尔分布的支持向量机算法模型,并且利用实测数据和MATLAB/Simulink软件对算例进行仿真,风电场的有功功率和无功功率误差结果验证了该模型具有良好的动态性能,并且有效缩短了仿真时间。     

基于非电气参数的风电场等效建模方法对比研究

在研究含有风电的电力系统时,简化的风电场模型有利于系统的仿真分析。为提高风电场等效模型的精度,提出一种基于非电气参数的风电场等效建模方法。从风电机组的控制参数、输入风速和风力机参数3个部分进行聚合、等效,得到对应的风电场单机等效模型。在MATLAB/Simulink软件中建立风电场模型和等效模型进行仿真研究。通过对比分析验证了这种等效建模方法的有效性和准确性。     

考虑集电网络的风电场建模研究

为提高风电场模型的精度,文章提出建立一种考虑到集电网络影响的模型方法,该模型采用猴群算法计算等值参数。在此模型的基础上对风电场进一步化简,采用基于扩散距离的谱聚类算法对风电机组进行动态分群,得到两机表征的风电场模型,并进行仿真建模过程。通过对一个12 MW的详细风电场模型的仿真分析,将几种模型分别进行了对比,实验结果表明,文章提出的方法是准确有效的,所得到的两机表征模型能很好的反映出风电场并网的动态特性。     

基于发电效率最优的风力发电场布局研究

风力发电在风能资源丰富的沿海和山区大力发展,受机组间尾流效应的影响,风力发电机组间的相对位置对风能利用效率有较大影响,进而影响风电场的发电效率。通过分析机组间尾流效应的一般规律,得到风电场内部风电机组布局的基本原则,以降低机组间的相互影响,使得风电场发电效率最优。根据沿海、戈壁滩等开阔地带的地理特点,结合尾流效应影响,总结规则分布的风电场布局的一般规则和电气接线方式。最后,针对山区等特殊地理区域不规则分布的风电场,结合地理和电气两方面的影响,给出不规则分布风电场布局的指导性原则。     

基于STATCOM的大规模双馈风电场次同步振荡研究

针对大规模双馈风电场在无串补情况下发生的次同步振荡现象,文章在Matlab/Simulink中搭建双馈风电场无串补含STATCOM输出系统模型,分析其振荡特点。利用特征值分析法分析了风速、网侧控制器内环增益、线路阻抗、延时环节参数以及STATCOM控制模式对次同步振荡特性的影响,对风电场汇集点的短路比以及汇集地区STATCOM并入电网对于系统次同步振荡的影响也进行了仿真分析。仿真结果表明:在无串补的情况下,在双馈风电场无串补含STATCOM输出系统的次同步振荡的风险与STATCOM的控制模式、风速、延时环节参数、线路阻抗、网侧控制器内环增益有关;风电汇集点短路比越小,网架结构将会变得越弱,越易发生次同步振荡现象,STATCOM并网时通过改变控制方式及其参数对次同步振荡有抑制作用。