專利名稱：基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)確反映并網(wǎng)點(diǎn)特性的大型雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法， 屬風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)電發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，雙饋機(jī)組已成為國(guó)內(nèi)主流機(jī)型。在大型風(fēng)電場(chǎng)并 網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析中，若對(duì)每臺(tái)雙饋雙饋風(fēng)電機(jī)組及其控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)建模將極大增加 仿真的復(fù)雜度，導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、資源利用率低。在實(shí)際的生產(chǎn)中，對(duì)于電網(wǎng)《國(guó)家電網(wǎng)公司 風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(試行)》中規(guī)定，風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)及時(shí)提供雙饋風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場(chǎng)匯集 系統(tǒng)的模型和參數(shù)，作為發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與電力系統(tǒng)分析計(jì)算的 基礎(chǔ)。2009年11月國(guó)家電網(wǎng)公司頒布的風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)中規(guī)定，仿真計(jì)算中對(duì)單個(gè) 風(fēng)電場(chǎng)可根據(jù)計(jì)算目的采用詳細(xì)或等值模型，風(fēng)電場(chǎng)等值模型能反映風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性。但 是，目前國(guó)內(nèi)尚沒有風(fēng)電場(chǎng)能夠向電網(wǎng)調(diào)度部門提供風(fēng)電場(chǎng)集總模型。而且，現(xiàn)有的風(fēng)電場(chǎng) 等值建模方法在等值精度上和實(shí)際應(yīng)用上受到一定的制約。因此有必要進(jìn)一步研究新的風(fēng) 電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法。目前，雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)等值建模方法可大致歸納為四種①把風(fēng)電場(chǎng)模型等值成 一臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組，其容量等于所有雙饋風(fēng)電機(jī)組容量之和；②所有機(jī)組采用簡(jiǎn)化模型 (忽略槳距角控制，用一階方程近似描述轉(zhuǎn)速特性，風(fēng)能利用效率取最大值)，風(fēng)電場(chǎng)模型 的等值功率為各機(jī)組的電功率之和；③根據(jù)風(fēng)速對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分群，保留群內(nèi)風(fēng)機(jī) 的氣動(dòng)模型、軸系模型、槳距角模型以及最大風(fēng)能追蹤控制模型，將所有分群的機(jī)械功率總 和作為等值發(fā)電機(jī)的輸入；④根據(jù)風(fēng)速對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分群，對(duì)同群的雙饋風(fēng)電機(jī)組 進(jìn)行合并等值成一臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組，從而得到多臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組表征的風(fēng)電場(chǎng)等值模型。 對(duì)于大型風(fēng)電場(chǎng)，由于尾流效應(yīng)以及風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)雙饋風(fēng)電機(jī)組的位置不同，雙饋風(fēng)電機(jī)組的 風(fēng)速分布不均勻，各雙饋風(fēng)電機(jī)組處于不同的運(yùn)行點(diǎn)，因此方法①中使用一臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī) 組的風(fēng)電場(chǎng)等值模型通常會(huì)產(chǎn)生一定的誤差；方法②、③的雙饋風(fēng)電機(jī)組等值模型由于改 變了原有雙饋風(fēng)電機(jī)組模型的結(jié)構(gòu)，使得該方法難以實(shí)現(xiàn)；方法④的機(jī)群分類數(shù)隨風(fēng)電場(chǎng) 內(nèi)風(fēng)速差異的增大而增加，因此當(dāng)風(fēng)速差異較大時(shí)，等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量可能較大，導(dǎo) 致仿真時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法所構(gòu)建的模型在實(shí)際生 產(chǎn)工作中所存在的精度低和難以實(shí)現(xiàn)的問題，而提出了一種基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī) 組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法。本發(fā)明的基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法的步驟如 下步驟一采集待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速；步驟二 根據(jù)待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故 障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量輸入支持向量機(jī)分類器，并對(duì) 所有雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)群分類；將所有雙饋風(fēng)電機(jī)組分成三個(gè)機(jī)群，第一機(jī)群為故 障前槳距角已動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第二機(jī)群為故障前槳距角不動(dòng)作，且故障期間槳距角 動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第三機(jī)群為故障前和故障期間槳距角都不動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；步驟三把三個(gè)機(jī)群分別等效成三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組，并計(jì)算出每臺(tái)等值雙饋 風(fēng)電機(jī)組的各參數(shù)以及等值電纜參數(shù)，從而得到一個(gè)表征三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng) 等值模型。本發(fā)明以雙饋機(jī)組的槳距角控制動(dòng)作情況為機(jī)組分群原則的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)的 三機(jī)表征動(dòng)態(tài)等值建模方法，與現(xiàn)有分群等值方法相比，三機(jī)表征法的分群更為合理，它是 一種等值風(fēng)電機(jī)組數(shù)目較少、實(shí)現(xiàn)較方便、更能準(zhǔn)確地反映風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)動(dòng)態(tài)特性的雙饋 機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法。適用于大容量風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)等值建模以及大容量風(fēng)電場(chǎng)對(duì) 電力系統(tǒng)的影響分析，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。利用本發(fā)明得到的風(fēng)電場(chǎng)等值模型可應(yīng) 用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)問題，如風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力、風(fēng)電場(chǎng)離線暫態(tài)穩(wěn)定性、包含風(fēng)電場(chǎng)的在 線動(dòng)態(tài)安全分析、風(fēng)電場(chǎng)電壓穩(wěn)定分析、風(fēng)電場(chǎng)故障事后分析、風(fēng)電場(chǎng)的短路電流計(jì)算、風(fēng) 電場(chǎng)的保護(hù)配置以及風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。


圖1是本發(fā)明三機(jī)表征的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)等值模型，其中B為母線，DFIG_eql、 DFIG_eq2,DFIG_eq3為等值后三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組，Peql、Peq2、Peq3為等值后三臺(tái)等值雙饋 風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，Ueql, Ueq2, Ueq3為等值后三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的變壓器高壓側(cè)電壓， AUeql, AUeq2, 為等值后三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的變壓器高壓側(cè)電壓與母線B之間的 電壓差，Zeql, Zeq2, Zeq3為等值電纜阻抗；圖2是測(cè)試的風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)模型單線示意圖；圖3是 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的有功功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)的波形圖；圖4是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的無功功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)的 波形圖；圖5是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)的曲線圖；圖3至圖5中粗實(shí)線為風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì) 模型在并網(wǎng)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線、細(xì)實(shí)線為背景技術(shù)中提出的方法①(簡(jiǎn)稱單機(jī)表征法)建 立的等值模型在并網(wǎng)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線、點(diǎn)線為本發(fā)明的方法(簡(jiǎn)稱三機(jī)表征法)建立的 等值模型在并網(wǎng)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的步驟如下步驟一采集待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故 障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速；步驟二 根據(jù)待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故 障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量輸入支持向量機(jī)分類器，并對(duì) 所有雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)群分類；將所有雙饋風(fēng)電機(jī)組分成三個(gè)機(jī)群，第一機(jī)群為故 障前槳距角已動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第二機(jī)群為故障前槳距角不動(dòng)作，且故障期間槳距角 動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第三機(jī)群為故障前和故障期間槳距角都不動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；
步驟三把三個(gè)機(jī)群分別等效成三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組，并計(jì)算出每臺(tái)等值雙饋 風(fēng)電機(jī)組的各參數(shù)以及等值電纜參數(shù)，從而得到一個(gè)表征三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng) 等值模型。結(jié)合圖1本實(shí)施方式是將風(fēng)電場(chǎng)等值成三臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組表征的風(fēng)電場(chǎng)模型。根 據(jù)槳距角控制規(guī)律，高風(fēng)速正常運(yùn)行時(shí)，雙饋機(jī)組的轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)槳距角控制動(dòng) 作，將輸出功率限制在額定值；風(fēng)電場(chǎng)出口短路故障時(shí)，若雙饋機(jī)的轉(zhuǎn)速增加并超過額定 值，槳距角控制也動(dòng)作。借鑒電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值中同調(diào)等值法的思想，以雙饋機(jī)組槳距角 控制動(dòng)作情況為機(jī)組分群原則，即把雙饋機(jī)組分成三個(gè)群，1)故障發(fā)生前槳距角已動(dòng)作的 雙饋風(fēng)電機(jī)組；2)故障前不動(dòng)作，故障期間槳距角動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；3)故障前和故障 期間槳距角都不動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組。由于雙饋機(jī)組控制復(fù)雜以及故障期間雙饋風(fēng)電機(jī) 組的保護(hù)動(dòng)作，使槳距角的動(dòng)作情況難以直接判斷，而支持向量機(jī)能解決這一問題，利用 Lagrange方法把求解最優(yōu)分類面的約束優(yōu)化問題化為對(duì)偶的最大值問題。通過給定訓(xùn)練 樣本，根據(jù)決策函數(shù)的正負(fù)來判別樣本所屬的類別，達(dá)到動(dòng)態(tài)機(jī)群分類的目的。具體操作是 利用matlab工具的LS_SVMlab程序進(jìn)行分類(matlab工具下其他的支持向量機(jī)程序還有 0SU_SVM3. 00、stprtool、SVM_SteveGunn)。本實(shí)施方式中所述的風(fēng)速，是指雙饋風(fēng)電機(jī)組的葉片所感受到的風(fēng)速。本實(shí)施方式中所述的等值電纜參數(shù)，是指一臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組與風(fēng)電場(chǎng)公共連 接母線之間的電纜的等值參數(shù)。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于進(jìn)一步限定步驟二中 的提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量；槳距角動(dòng)作，即通過軸系的運(yùn)動(dòng)方程得到2H與= Tm-Te 公式一
at公式一中，H為慣性時(shí)間常數(shù)；Tm、Te分別為風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn) 矩；為風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速；由公式一得故障期間的轉(zhuǎn)速為岈=岈。+‘￡(7；—7；)湯公式二式中，ωΛ為初始轉(zhuǎn)速；下面分別求出初始轉(zhuǎn)速、風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm以及發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te ；首先根據(jù)步驟一中的故障前的有功功率可得初始轉(zhuǎn)速；初始轉(zhuǎn)速COrt由雙饋風(fēng)電機(jī)組的最大風(fēng)能追蹤控制可知，雙饋風(fēng)電機(jī)組的初始轉(zhuǎn) 速(Ort與MPT (Maximum Power Tracking，最大風(fēng)能追蹤控制)有關(guān)，其大小由故障前的有 功功率決定；其次根據(jù)步驟一中的故障前風(fēng)速計(jì)算得到風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)模型為Tm = 0. 5 P π R2Vw3Cp ( λ，β ) / ω r公式三公式三中P為空氣密度；R為風(fēng)機(jī)葉輪半徑；vw為故障前風(fēng)速；λ為葉尖速比； β為槳距角；Cp為葉片的風(fēng)能利用系數(shù)；最后根據(jù)步驟一中的故障前的機(jī)端電壓獲得發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 ；，
所述的故障前的機(jī)端電壓與該發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te密切相關(guān)，發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 Te與輸出有功功率的關(guān)系為7；=全== Μ 公式四
Ur Llr ωλ公式四中，s為轉(zhuǎn)差，Q1為同步轉(zhuǎn)速；ρη為極對(duì)數(shù)；輸出有功功率；pe為電磁 功率；Ω^為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；故障期間定子電流A相電流為
_丄iK = (D-1)+ φ)+ DU；0 e~at cos φ+ DUm0 {\+—)e T: cos{fi)rt + φ)公式
五公式五中，a為定子直流分量的衰減系數(shù)；D為電壓跌落系數(shù)#為短路時(shí)的相位 角；Umtl為故障前電壓幅值；xs為定子電抗；Xs'為定子暫態(tài)電抗；T/為轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)時(shí)間常 數(shù)；發(fā)電機(jī)的輸出功率為ps = uTABCiABC = DuAOiA + DuboIb + Ducaic 公式六公式六中，UA0, Ubo和Uco分別為故障前A相、B相和C相電壓，其中B相、C相的電 壓和、電流可由A相經(jīng)角度變換得出。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同點(diǎn)在于進(jìn)一步限定步 驟三所述的每臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的各參數(shù)包括六個(gè)參數(shù)，所述六個(gè)參數(shù)的計(jì)算具體過程 為；第一個(gè)參數(shù)，發(fā)電機(jī)參數(shù)
Seq= mS，xm—ei_，xU
·1 mq mX2=^l κ eq ‘ 1 e m _-ZL q mr2_ec=Zi m公式七中，m為等值前同群的雙饋風(fēng)電機(jī)組臺(tái)數(shù)；下標(biāo)eq表示等值后；S為發(fā)電機(jī) 容量；Xl、X2分別為發(fā)電機(jī)定子電抗和轉(zhuǎn)子電抗；巧、r2分別為發(fā)電機(jī)定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻； Xm為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電抗；第二個(gè)參數(shù)，軸系參數(shù)Hg eq = mHg，Ht eq = mHt，Ks eq = mKs公式八公式八中，Ht、Hg分別為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣性時(shí)間常數(shù)；KS為軸系剛度系 數(shù)；第三個(gè)參數(shù)，變壓器參數(shù)
ζ St = mST ,Z = ^ 公式九 -m公式九中，St為變壓器容量；ZT為變壓器阻抗；第四個(gè)參數(shù)，控制參數(shù)有功功率和無功功率測(cè)量模塊的等值基準(zhǔn)容量為
Seq = mS公式十第五個(gè)參數(shù)，無功功率控制參考值
mQrefeq = Σ 0re/」公式 i^一
/ 二 1公式十一中，Qref為雙饋風(fēng)電機(jī)組的無功功率控制參考值；第六個(gè)參數(shù)，等值風(fēng)速的求取第一機(jī)群的雙饋風(fēng)電機(jī)組等值風(fēng)速為
1 mV 二一^^！公式十二第二機(jī)群和第三機(jī)群的雙饋風(fēng)電機(jī)組等值風(fēng)速均為
ι mVe9 =/-乂-刀/㈨)公式十三公式十三中，f為風(fēng)速功率曲線的擬合函數(shù)；Vi為風(fēng)速。其它步驟與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同點(diǎn)在于進(jìn)一步限定 步驟三中所述的的等值電纜參數(shù)的計(jì)算過程為風(fēng)電場(chǎng)有兩種結(jié)構(gòu)，分別是干線式接線結(jié)構(gòu)和放射式接線結(jié)構(gòu)；其中放射式接線結(jié)構(gòu)的等值電纜參數(shù)為若雙饋風(fēng)電機(jī)組的功率因數(shù)接近1，可得Uk與B母線之間的電壓差為AUk=騎公式十五式中，U為風(fēng)電場(chǎng)公共連接點(diǎn)的電壓；Zk為第k條電纜阻抗；Pk為第k臺(tái)雙饋風(fēng)電 機(jī)組的輸出功率；等值雙饋風(fēng)電機(jī)組是由等值前所在機(jī)群的第一臺(tái)到第m臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組合并而 來，等值前m臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的加權(quán)平均電壓差為
mm
_ Σ(Δ^) Σ(^2)AU = ^——=m公式十六
YA ^υΣΡ,
i=\ i=\等值雙饋風(fēng)電機(jī)組與母線B之間的電壓差為
m
z ypAU _ e^tr '公式十七
1 徹由等值前后Δ ^— =AU，可得等值電纜的阻抗為
m
Yj(ZiPf)Zi , = ^1m ‘‘公式十八
—(Σ^)2
i=\以上是對(duì)電纜阻抗的等值化簡(jiǎn)，對(duì)于電纜充電電容，在實(shí)際工作中，可忽略風(fēng)電場(chǎng) 內(nèi)的電壓差異，等值充電電容等于等值前所有電纜的充電電容之和；另一個(gè)干線式接線結(jié)構(gòu)的等值電纜參數(shù)為
等值雙饋風(fēng)電機(jī)組是由等值前所在機(jī)群的第一臺(tái)到第M臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組合并而 來，等值前M臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)組的加權(quán)平均電壓差為
權(quán)利要求
基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法，其特征在于它的步驟如下步驟一采集待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速；步驟二根據(jù)待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組的故障前有功功率、故障前機(jī)端電壓和故障前風(fēng)速提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量輸入支持向量機(jī)分類器，并對(duì)所有雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)群分類；將所有雙饋風(fēng)電機(jī)組分成三個(gè)機(jī)群，第一機(jī)群為故障前槳距角已動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第二機(jī)群為故障前槳距角不動(dòng)作，且故障期間槳距角動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；第三機(jī)群為故障前和故障期間槳距角都不動(dòng)作的雙饋風(fēng)電機(jī)組；步驟三把三個(gè)機(jī)群分別等效成三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組，并計(jì)算出每臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的各參數(shù)以及等值電纜參數(shù)，從而得到一個(gè)表征三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)等值模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法， 其特征在于步驟二中的提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量；槳距角動(dòng)作，即通過軸系的運(yùn)動(dòng)方程得到2雙I = L-[公式一公式一中，H為慣性時(shí)間常數(shù)；Tm、te分別為風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩； 為風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速； 由公式一得故障期間的轉(zhuǎn)速為岈=^oDdt 公式二式中，ω為初始轉(zhuǎn)速；下面分別求出初始轉(zhuǎn)速ω、風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm以及發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te ；首先根據(jù)步驟一中的故障前的有功功率可得初始轉(zhuǎn)速；其次根據(jù)步驟一中的故障前風(fēng)速計(jì)算得到風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩Tm，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)模型為Tm = 0.5p jiR2Vw3Cp(X，β)/ωΓ公式三公式三中，P為空氣密度；R為風(fēng)機(jī)葉輪半徑；Vw為故障前風(fēng)速；λ為葉尖速比；β為 槳距角；Cp為葉片的風(fēng)能利用系數(shù)；最后根據(jù)步驟一中的故障前的機(jī)端電壓獲得發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 ；， 發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te與輸出有功功率的關(guān)系為ιΙ^ ^=叢公式四 ΩΓ ΩΓ ωχ公式四中，S為轉(zhuǎn)差，O1為同步轉(zhuǎn)速；Ρη為極對(duì)數(shù)；ps為輸出有功功率&為電磁功率； Ω ^為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；故障期間定子電流A相電流為zA = (D-+ φ) +cos φ+ DUm0cos((ort + 妁公式五^ 夂公式五中，a為定子直流分量的衰減系數(shù)；D為電壓跌落系數(shù)滑為短路時(shí)的相位角；Umtl 為故障前電壓幅值；xs為定子電抗；Xs'為定子暫態(tài)電抗；T/為轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)時(shí)間常數(shù)； 發(fā)電機(jī)的輸出功率為Ps ~ uABC1ABC = DuAOiA + DuBOiB + DuCOiC 公式六公式六中，UA0, Ubo和Uco分別為故障前A相、B相和C相電壓，其中B相、C相的電壓和 電流可由A相經(jīng)角度變換得出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方 法，其特征在于步驟三所述的每臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組的各參數(shù)包括六個(gè)參數(shù)，所述六個(gè)參 數(shù)的計(jì)算具體過程為；第一個(gè)參數(shù)，發(fā)電機(jī)參數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法，其特征在于步驟三中所述的等值電纜參數(shù)的計(jì)算過程為風(fēng)電場(chǎng)有兩種結(jié)構(gòu)，分別是干線式接線結(jié)構(gòu)和放射式接線結(jié)構(gòu)； 其中放射式接線結(jié)構(gòu)下的等值電纜參數(shù)為若雙饋風(fēng)電機(jī)組的功率因數(shù)接近1，可得Uk與B母線之間的電壓差為
全文摘要
基于槳距角動(dòng)作情況的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法，它涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有等值建模方法中所存在的精度低和難以實(shí)現(xiàn)的問題。首先，采集待建立模型的風(fēng)電場(chǎng)中的所有雙饋風(fēng)電機(jī)組故障前的有功功率、機(jī)端電壓和風(fēng)速；其次根據(jù)上述參量提取反映槳距角動(dòng)作的特征向量輸入支持向量機(jī)分類器，并將其分成三個(gè)機(jī)群；最后把三個(gè)機(jī)群分別等效成三臺(tái)等值雙饋風(fēng)電機(jī)組，并計(jì)算每臺(tái)機(jī)組的各參數(shù)以及等值電纜參數(shù)，從而得到一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)等值模型。它是一種等值風(fēng)電機(jī)組數(shù)目較少、實(shí)現(xiàn)較方便、更能準(zhǔn)確地反映風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)動(dòng)態(tài)特性的建模方法。適用于大容量風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)等值建模以及大容量風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響分析，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101937483SQ20101027721
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者蘇勛文 申請(qǐng)人:蘇勛文