计及转子侧变换器控制切换模式差异的双馈风电场多机表征方法

受风速、机端电压跌落分布等影响,双馈风电场内机组故障行为特性各异,如何建立保留机群故障特征的风电场等值模型得到广泛关注。然而,仅依靠Crowbar状态表征双馈风电场内机群故障特征的差异性,会出现在轻微故障情况下风电场等值模型精度低的问题。为此,文中通过分析电网故障下场内机组转子侧变换器不同控制模式切换、Crowbar状态切换特性,探明了主导机群控制保护序贯切换模式差异的关键因素。推导了转子侧变换器控制切换模式与机端电压跌落分布、风速分布之间的关联规律,以识别机群转子侧变换器控制模式切换的差异性,从而提出了机群分类方法,以建立风电场多机等值模型。最终,对比分析了不同电网故障场景下所提等值模型、基于有功响应的等值模型、基于Crowbar状态的等值模型和单机等值模型与详细模型相比所提供短路电流幅值误差结果,验证了故障全过程中所提等值模型能更为准确地刻画整个风电场的短路电流幅值变化规律。

风电场动态等值模型的多机表征方法

为提高风速分布不均匀时风电场等值模型的精度,提出了一种适用于定速机组风电场动态等值的多机表征方法。该方法以风电机组具有相近运行点为机组分群原则,定义了新的机群分类指标,结合聚类算法对风电机组进行动态分群,并给出了等值模型的参数计算方法及其仿真建模过程,从而得到多机表征的风电场模型。通过算例仿真,并与传统等值方法进行了比较分析。结果表明,提出的机群分类指标是有效的,所建立的多机等值模型能够较准确地反映风电场并网点的动态特性。

永磁直驱同步风电场多机动态等值模型

以提高仿真效率为目的,建立了一种适用于永磁直驱同步电机风电场的多机动态等值模型。该模型在同调等值法的基础上,选择能综合反映风电机组运行状态的变量矩阵作为分群指标,通过模糊聚类算法对指标矩阵进行处理,将具有相近运行点的风电机组划分到同一机群。并用一台风电机组并联一个电流源组成等值机组表征该机群,最后通过多个表征机群的等值机组的组合建立了风电场动态等值模型。在此基础上,利用电力系统电磁暂态ATP/EMTP软件平台进行实例仿真,仿真结果验证了该等值模型的有效性。

考虑尾流效应的风电场分群综合惯性控制研究

为解决尾流效应导致风电场风速分布不均匀、风电场单机等值模型不能进行精准综合惯性控制的问题,提出一种风电场分群综合惯性控制策略。该策略以具备相近调频能力为机组分群原则,定义调频能力因子作为分群指标,通过聚类算法对机组进行动态分群;综合惯性控制环建立以系统频率偏差量、系统频率变化率为输入,惯性控制比例系数、惯性控制微分系数为输出的模糊自适应综合惯性控制器,进而实现风电场分群综合惯性控制。仿真结果表明,所提出的分群指标是有效的,建立的风电场多机等值模型较准确地体现了各机组群的调频能力,且建立的风电场分群综合惯性控制策略可以提供更为可靠的惯性支撑。

考虑弃风的DFIG风电场动态等值模型

我国弃风现象严重,在此大环境下,为了得到更为准确的风电场模型,提出了一种考虑弃风的双馈感应异步发电机(DFIG)风电场的建模方法。该方法考虑了由于尾流效应导致风电场内各台风力机输入风速不同,兼顾调度部门向风电场下达的弃风指令,提出了以风能利用率Cp为分群指标,建立了DFIG风电场的多机等效动态模型,大幅度提高了仿真速度。该方法更贴近风电场实际运行情况,分群指标易于得到。通过PSCAD算例仿真及结果对比,表明该风电场等值模型的输出在稳态和故障情况下都能更好地拟合详细模型。