一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种等值方法，具体涉及一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场 等值方法。
【背景技术】
[0002] 风电场中一般包含多台同类型的风电机组，在电力系统仿真分析中，将风电场中 所有的风电机组都进行建模计算，会使仿真计算的规模大大增加，从电力系统机电暂态仿 真计算的角度来看没有必要将风电场考虑的非常详细，从风电机组电气特性的角度也完全 没有必要将风电场进行详细的考虑，因此电力系统仿真中可以将风电场进行等值简化。
[0003] 风电场等值问题长期以来是一个研宄的热点，风电场等值考虑的问题和应用目标 可能有差异，在等值过程中考虑的问题也不同，因此风电场等值首先必须确定等值的目标。 大电网仿真需要的风电场等值是其中主要的目的之一。针对适用于电力系统仿真的等值方 法，已经开展了大量的研宄工作，从静态方面考虑主要是考虑风电场内部的线路和接线方 式进行静态等值，动态等值方面主要有以下几种思路：
[0004] 1)采用加权的方法，对风电机组主要参数进行加权计算。
[0005] 这种方法考虑不同类型机组的等值，实际系统风电场中的风电机组机组类型是相 同的，因此采用此方法没有什么必要，另外对于不同类型机组的合并采用此方法也不能得 到比较准确的结果。
[0006] 2)采用倍乘的方法，即等值为完全相同的多台机组
[0007] 这种方法比较简单，但将一个比较复杂的风电场简单等值为单台机组，受到很多 研宄学者的质疑。但在国内外的实际应用过程中很多多采用这种方法。
[0008] 3)其他方法
[0009] 一些研宄过程中采用了比较复杂的算法进行等值，虽然理论上看似比较先进，但 从考虑问题的前提和结论上来看也没有得到很好的结果。
[0010] 风电场等值的研宄过程中等值的参数基本上都考虑了发电机参数和部分控制系 统中的参数的等值。
【发明内容】
[0011] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于低电压穿越期间控制策略的 风电场等值方法，以倍乘的方法为基础，即将风电场等值为完全相同的多台机组，研宄确定 比较合理的等值台数的方法，以达到预期的工程需要的结果。
[0012] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0013] 本发明提供一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，低电压穿越期 间风电机组的控制策略包括有功控制策略和无功控制策略；所述方法包括以下步骤：
[0014] 步骤1 :计算风电机组的有功电流控制值和无功电流控制值；
[0015] 步骤2 :分别计算不同的电压跌落水平下风电场的实际有功电流控制值之和及实 际无功电流控制值之和；
[0016] 步骤3 :分别计算不同的电压跌落水平下风电场的等值有功电流控制值之和及等 值无功电流控制值之和；
[0017] 步骤4 :确定风电机组的最终等值台数。
[0018] 所述步骤1包括以下步骤：
[0019] 步骤1-1 :根据有功控制策略计算风电机组的有功电流控制值iP;
[0020] 步骤1-2 :根据无功控制策略计算风电机组的无功电流控制值iQ;
[0021] 步骤1-3 :对i#P i Q进行修正。
[0022] 所述步骤1-1中，根据有功控制策略采取的控制方式分别计算风电机组的有功电 流控制值，具体为：
[0023] (1)有功控制策略采取基于初始功率的控制方式时，iP表示为：
[0024]
【主权项】
1. 一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，低电压穿越期间风电机组的 控制策略包括有功控制策略和无功控制策略；其特征在于：所述方法包括以下步骤： 步骤1 :计算风电机组的有功电流控制值和无功电流控制值； 步骤2 :分别计算不同的电压跌落水平下风电场的实际有功电流控制值之和及实际无 功电流控制值之和； 步骤3 :分别计算不同的电压跌落水平下风电场的等值有功电流控制值之和及等值无 功电流控制值之和； 步骤4 :确定风电机组的最终等值台数。
2. 根据权利要求1所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤1包括以下步骤： 步骤1-1 :根据有功控制策略计算风电机组的有功电流控制值iP; 步骤1-2 :根据无功控制策略计算风电机组的无功电流控制值iQ; 步骤1-3 :对:^和i Q进行修正。
3. 根据权利要求2所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤1-1中，根据有功控制策略采取的控制方式分别计算风电机组的有功电流控 制值，具体为： (1) 有功控制策略采取基于初始功率的控制方式时，iP表示为： Vk (2) 有功控制策略采取指定电流的控制方式时，iP表示为： Ip I Pcon (3) 有功控制策略采取指定有功功率的控制方式时，iP表示为： ,· ^Pcon 其中，Pinit表示初始有功功率，Vk表示选择的电压跌落水平，i P_表示低电压穿越期间 有功电流控制目标值，P_表示低电压穿越期间的有功功率控制目标值。
4. 根据权利要求2所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤1-2中，根据无功控制策略采取的控制方式分别计算风电机组的无功电流控 制值，具体为： (1) 无功控制策略采取基于电压的控制方式时，iQ表示为： Iq= k Q (Vref-Vk) (2) 无功控制策略采取指定电流的控制方式时，iQ表示为： Iq I Qcon (3) 无功控制策略采取指定无功功率的控制方式时，iQ表示为： J _ Qcon 其中，kQ表示风电机组机端电压计算系数，Vref表示选择的电压跌落水平参考值，i ^^表 示低电压穿越期间无功电流控制目标值，Q_表示低电压穿越期间的无功功率控制目标值。
5. 根据权利要求2所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤1-3中，最大电流限幅值、有功电流限幅值和无功电流限幅值分别用ilim、iPlim 和iQlim表示，分为以下两种情况对i i Q进行修正： (1) 采取有功电流控制优先的控制方式时，有： (1-1)计算有功电流限幅值，其等于最大电流限幅值，即iPlim= i lim; (1-2)如果有功电流控制值小于有功电流限幅值，即iP< iPlim，iP保持不变；否则，有功 电流控制值等于有功电流限幅值，即iP= iPlim; (1-3)计算无功电流限幅值，有_/eiim =^ilsa-I2p ; (1-4)如果无功电流控制值小于无功电流限幅值，即iQ< iQlim，iQ保持不变；否则，无功 电流控制值等于无功电流限幅值，即iQ= iQlim; (2) 采取无功电流控制优先的控制方式时，有： (2-1)计算无功电流限幅值，其等于最大电流限幅值，即iQlim= i lim; (2-2)如果无功电流控制值小于无功电流限幅值，即iQ< iQlim，iQ保持不变；否则，无功 电流控制值等于无功电流限幅值，即iQ= iQlim; (2-3)计算有功电流限幅值，有^lim -? ; (2-4)如果有功电流控制值小于有功电流限幅值，即iP< iPlim，iP保持不变；否则，有功 电流控制值等于有功电流限幅值，即iP= iPlim。
6. 根据权利要求1所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤2中，设风电场内实际风电机组有N台，风电场内实际有功电流控制值之和及 实际无功电流控制值之和分别用ip+^和i Q_tot表示，有：
其中，&表示风电场内第η台风电机组的实际有功电流控制值，满足= zV ; k表示风 电场内第η台风电机组的实际无功电流控制值，满足k =?。
7. 根据权利要求1所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征在 于：所述步骤3中，设风电场内等值风电机组有M台，风电场内等值有功电流控制值之和及 等值无功电流控制值之和分别用广 P_tjPy Q_tot表示，有：
其中，k表示风电场内第m台风电机组的等值有功电流控制值，满足k =^; k表示风 电场内第m台风电机组的等值无功电流控制值，满足z_e," = k。
8. 根据权利要求1所述的基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，其特征 在于：所述步骤4中，对于选择的每个电压跌落水平，分别将i P tjP i' P_t()t，以及iQ_tot和 W Q_tot进行比较，得到每个电压跌落水平对应的最佳风电机组等值台数；并在所选择的电 压跌落水平中选择最小的风电机组等值台数作为风电机组的最终等值台数。
【专利摘要】本发明提供一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，包括以下步骤：计算风电机组的有功电流控制值和无功电流控制值；计算风电场的实际有功电流控制值之和及实际无功电流控制值之和；计算风电场的等值有功电流控制值之和及等值无功电流控制值之和；确定风电机组的最终等值台数。本发明提供一种基于低电压穿越期间控制策略的风电场等值方法，以倍乘的方法为基础，即将风电场等值为完全相同的多台机组，研究确定比较合理的等值台数的方法，以达到预期的工程需要的结果。
【IPC分类】G06F17-50, G06Q50-06
【公开号】CN104732008
【申请号】CN201510010111
【发明人】侯俊贤, 那志强, 孙维真, 万磊, 倪秋龙, 王毅, 张静, 董毅峰, 叶琳, 王洪富, 王超, 杨滢, 石博隆, 杜三恩, 冯静
【申请人】国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网浙江省电力公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月9日