基于单机等值与主成分分析法的海上风电场等值建模研究

在借鉴海上风电场实际项目经验的基础上,重点分析了海上风电场集电线路的等效方式以及海上风电场的等值建模。综合目前风电场动态等值中单机等值与多机等值的优缺点,以实际风电场作为参考,提出了单机等值法和多机等值法相结合的双层等效方法。按风机的馈线分布对风电场进行一次单机等值,再以主成分分析法对一次等值后的机组提取主导变量,作为二次多机等值的分群指标并进行机组分群,保证风电场等值的精确度。该等值建模对海上风电场进行二次等效建模,通过仿真验证,将等效后的仿真模型与实际详细模型做对比,验证了该等效方法的可行性。

基于高斯混合模型聚类的双馈风电场动态等值建模方法

针对风电场动态运行条件下等值建模精度偏低、聚类依据不足的难题,提出一种基于高斯混合模型聚类思想的风电场等值建模方法。首先,分析单台双馈感应式风力发电机在低电压穿越期间的动态响应特性,根据响应特性的集群特征构建聚类指标。然后,提出基于高斯混合模型动态初步聚类、优化聚类数目的两阶段等值建模方法,推导出赤池信息和贝叶斯信息准则下聚类数目的寻优算法。以典型中等规模风电场为例,在Matlab/Simulink平台进行不同故障穿越条件的仿真测试,结果表明所提风电场等值建模方法聚类有效、精度高。

计及风机不同控制方式的新能源场站等值建模研究

大规模新能源场站的各台风机在实际运行中会受到尾流效应的影响,单独使用风速作为分群指标不能准确地表示新能源场站的运行特性。为此,提出一种适用于双馈风机和直驱风机构成的新能源场站的动态等值建模方法。选取能够表示双馈风机和直驱风机不同运行状态的风速、桨距角、有功功率和转速作为综合分群指标,提出采用PSO粒子群改进算法与DBSCAN相结合的优化聚类算法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,对波动风速和电网侧故障2种工况进行仿真,与单机等值模型和详细模型对比,随后与传统的K均值聚类算法对比,结果表明综合分群指标和优化聚类算法能更好地提升等值建模精度,可以用来表示新能源场站的实际运行特性。

接入弱电网的同型机直驱风电场单机等值建模

目前直驱风电场并弱电网稳定性研究中,风电场普遍采用单机等值,然而对于单机等值的前提条件缺少相关理论支撑。该文基于解析分析提出直驱风电场单机等值的前提条件;给出直驱风电场满足单机等值的判据;基于风电场各风机参数、出力和集电线路接线完全相同的基础假设,建立直驱风电场状态空间模型;应用矩阵相似变换理论解析分析其状态矩阵的特征根和特征向量;根据判据对单机等值进行论证。进一步地,在比基础假设更加宽泛的条件下,基于蒙特卡洛法仿真研究了同型机直驱风电场单机等值建模的有效性。为单机等值建模的应用提供了一定的理论支撑。

基于PCA和改进ABC-K聚类算法的双馈机组风电场等值建模

针对已有双馈风电机组风电场动态等值所建模型存在准确度不够高,适应性不够强的缺点,提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的改进人工蜂群算法(Improve artificial bee colony,IABC)的动态等值建模方法。首先,对双馈风力机进行数学建模,获取机组的的所有状态参数;其次,利用主成分分析法将变量间的冗余性与相关性进行处理,提取发电机定转子q轴电流、电磁转矩、发电机转速四个主导变量作为分群指标,使用IABC搜索最佳聚类中心;最后,运用K-means算法对风电场进行聚类分群处理,并在Matlab/Simulink平台进行仿真。仿真结果表明本文所建等值模型在风速扰动和系统侧故障工况下都有较好的准确性和适应性。

面向暂态分析的分布式光伏集群多步分群与等值建模

传统的光伏建模方法已无法满足高渗透率分布式光伏集群的规模化建模需求。针对区域内分布式光伏集群接入点分散、建模工作量大以及建模过程中动态差异性大等问题,提出一种面向暂态分析的分布式光伏集群多步分群等值建模方法。首先,考虑分布式光伏集群所在区域节点电气耦合程度,根据节点电压灵敏度矩阵划分区域并定义区域聚类识别号。其次,将分布式光伏区域聚类识别号纳入分布式光伏集群划分指标,同时选取分布式光伏电站辐照度、逆变器控制参数作为分群指标,完成分布式光伏集群划分。最后,基于同调等值思想建立分布式光伏的多机等值模型,并在PSCAD中仿真验证了文中所提多步分群方法和所建立的等值模型是合理有效的。

永磁直驱风电场故障等值建模方法

新能源场站故障建模与分析方法是风电、光伏集中并网地区的故障特性和保护研究的基础,然而目前广泛采用的单机等值模型无法准确反映场站短路电流特征。基于永磁风机的故障特征对等值前后的dq轴电流进行归算,得到了等值产生的短路电流误差与机组电气量边界的解析关系,并根据所需等值精度给出了建立多机等值模型的分群边界,实现永磁风电场的多机建模。以典型实际场站拓扑为例搭建了仿真模型,仿真结果表明该模型与详细模型的故障电流特征基本一致,其精度与单机等值模型相比有较大提升,验证了所提出的分群判据的合理性。

针对预想故障的风电集群电磁暂态等值建模方法

基于现有针对单个风电场的等值建模方法,提出一种适用于风电集群的等值建模方法,利用CloudPSS-XStudio套件完成了风电集群等值建模系统开发,该系统将预想故障选择、等值参数计算和结果分析进行了集成,为含大规模风电集群的电力系统的动态安全分析提供了支撑。以各风电场平均风速以及预想故障作为输入,基于等值模型的迭代仿真得到各个风电机组的分群指标,并完成对风电集群的分群等值建模。以某实际风电集群拓扑接入IEEE 39节点系统作为测试算例,验证了所提方法的正确性。

应用于直驱式风电机组的“背靠背”变流器等值建模

风力发电在电力系统中所占比例日渐增大。时,建立准确的风电机组变流器等值模型是研究大规模风电接入电力系统的基础。本文针对我国应用比较广泛的直驱式风力发电机组,对风机部分、暂态时间尺度下机侧变流器、IGBT、SVPWM等复杂的电力电子元件制波过程进行简化,结合D-PSMG功率转化模型,在PSCAD电磁暂态仿真软件中搭建以“背靠背”变流器暂态等值模型为骨干的风力发电机组暂态等效模型。并将等值模型接入IEEE三机九节点系统中进行验证。

基于实时数字仿真系统的同群光伏系统等值建模研究

研究了同群光伏系统等值建模的原理和特点,针对倍乘等值方法的不足,提出一种基于变流器输入阻抗不变的聚合等值方法。以某典型光伏系统为例,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system, RTDS)中分别搭建了30台参数相同的1 MW光伏多机参考模型、1台30 MW光伏倍乘模型和1台30 MW光伏聚合模型。通过仿真试验,比对这3个模型在光伏系统公共并网点(point of common coupling, PCC)的故障穿越、有功阶跃、频率偏移等暂态特性及阻抗频率特性。结果表明,3个模型的暂态特性基本相同,倍乘模型与参考模型的阻抗频率特性有明显差异,而聚合模型与参考模型的阻抗频率特性高度一致。

基于改进K-均值算法的双馈风场故障等值建模方法

新能源场站故障建模与分析方法是风电、光伏集中并网地区的故障特性和保护研究的基础,场站的多机等值建模多采用聚类算法,传统算法基于机组间运行状态的相似程度进行分群,然而将运行状态相近的机组分为一类并不等价于等值后模型精度更高。因此首先分析双馈风机故障电流的影响因素并作为分群指标,提出了一种改进的K-均值算法,算法以机组的故障电流等值误差作为样本间距,将同类机组的等值电气量作为算法的中心坐标;并结合了风电机组的等值误差与聚类算法的轮廓系数,整定了算法的分群数,构建了双馈风场的多机等值故障稳态模型,以提高网络短路计算的效率和精度。仿真结果验证了分群等值方法的合理性,所提方法相比单机等值模型与基于传统K-均值算法的多机等值模型精度均有一定的提升。

构建新型电力系统背景下的微电网鲁棒简化建模

发展高比例可再生能源接入的微电网是构建新型电力系统,实现中国能源安全和低碳发展的重要手段。在分析微电网所接入系统的动态特征时,现有等值模型存在鲁棒性不强的问题,即等值模型虽然可以很好地复现真实系统在训练故障下的动态特征,但却无法准确反映系统在未知故障(非训练故障)下的真实响应。为此,首先采用k-means++对微电网的典型运行方式进行有效区分,以表征系统的随机性和时变性特征;其次,采用基于关键参数筛选的参数辨识方法,避免了参数辨识过程中的多解问题;然后,针对系统不同典型运行方式,利用卷积神经网络对等值模型参数进行泛化;最后,基于Fisher判别准则实现了等值模型参数的在线匹配,并在某实际微电网模型中验证了所提方法的有效性。

等值模因论视域下的网络“被式语言”翻译

近年来网络中出现许多与社会公共事件有关的流行语,它们是网民和现实社会的人们行使自主话语权的一种集中表达。这些流行语的广泛传播对于推动事件的解决起到积极的作用。本文尝试从模因论的视角剖析网络"被式语言"的语言与文化特征,提出用"同型"、"异型"或"复合型"的等值模因来译介这种异化的被动结构,能够更好地保证源语信息复制与传递的完整性。

基于自适应变异粒子群算法的双馈风电机组等值建模

风电机组等值建模是风电并网研究的基础,文中提出一种基于自适应变异粒子群(AMPSO)算法的双馈风电机组等值建模方法。首先依据风力机型号进行机群划分,通过简化双馈风电机组控制策略,建立了双馈风电机组等值模型。根据模型中各参数对双馈风电机组运行特性的影响特点,将其分为暂态参数和稳态参数,采用收敛速度快、通用性强的AMPSO算法对稳态参数寻优,采用试测法辨识暂态参数。通过仿真,验证了所述等值方法精确、简便,适用于大规模风电场接入电网的分析计算。

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。

计及Crowbar保护的双馈风电场等值建模研究

研究双馈风力机(DFIG)短路后转子电流增长与机组端电压跌落幅值之间的关系,提出一种能够表征Crowbar保护动作情况的电压跌落判据;在此基础上,考虑到单机无穷大并网结构和风电场拓扑结构的不同,对所提动作判据进行修正并依此判定Crowbar动作情况;继而,以Crowbar保护动作情况为机群分类原则,建立风电场等值模型;使用DIg SILENT Power Factory搭建实际风电场并进行计算分析,与传统等值模型和详细模型对比,验证所提方法的有效性。

华中-华北交流同步电网简化等值建模分析

为了深入地研究华中—华北交流互联同步电网的运行机理,将华中电网与华北电网简化等值成一个7机48节点系统,该等值系统较好地保留原型系统的联络线潮流静态特性、联络线功率动态特性、大扰动冲击特性和短路电流特性。通过对该等值系统仿真分析,初步证明了仿真中发现的四川区域电网个别母线严重故障导致华中电网与华北电网间交流联络线发生解列的现象属于功角失稳范畴,基于此提出了一种实用的可提高系统稳定性的措施。

基于PCA和CA-ST方法的风电场等值建模研究

在风电场等值建模的研究中发现,当聚类指标选取太少时,机组信息不全面,导致等值模型和详细模型之间存在较大误差;当指标选取太多时,增加聚类工作量,且变量间的相关性和数据上的冗余性若不处理,也将影响结果的准确性。基于此,该文选取包含风电机组机械、电气特性变量的动态数据作为聚类指标,使用主成分分析(principal component analysis,PCA)消除其强相关性和冗余性;提出相关性分析和显著性检验(correlation analysissignificance testing,CA-ST)聚类方法,建立风电场等值模型。仿真结果表明,基于PCA和CA-ST方法得到的等值模型在表征风电场的输出特性上具有较高精度,且在改变风速情况下对风速扰动和短路故障工况都具有较好的适应性。

用P-V分析法比较几种风电场静态等值建模

以多台鼠笼异步发电机组构成的风电场为研究对象,分别用容量加权单机等值法、改进加权单机等值法、参数变换单机等值法以及变尺度降阶多机等值法对风电场运行特性进行等值建模,并在等值过程中考虑了风电场集电系统和变压器参数。用P-V分析法比较不同等值模型的风电场静态电压稳定性裕度,并考察各种模型表示的电压崩溃点与真实的电压崩溃点的逼近程度。结果表明,变尺度降阶多机等值法更适合风电场内机组参数一致的场合,参数变换单机等值法更适合风电场内机组参数不一致的场合。

基于实测数据的风电场稳态等值建模研究

针对大型风电场仿真模型复杂,计算量大的特点,提出一种利用实测数据建立大型风电场稳态等值模型的新方法。通过粒子滤波算法对原始风速数据进行预处理,消除噪声干扰对真实数据的影响;考虑到风电场内风机的风况差异问题,采用K-均值聚类算法提取反映风电机组风况差异的特征风速,以简化建模过程;选择特征风速和实测风电功率为输入、输出信号,应用BP神经网络拟合风电场稳态等值模型。该模型考虑了风电场地形地貌、机组分布因素,利用实测数据对模型进行泛化能力分析和精度验证,仿真结果表明,该方法具有一定的准确性与合理性。