风电场等值建模研究综述

随着风电场规模的不断增大,对风电场中每台风机建模将造成计算量过大,不利于大型风电场的研究,需要对风电场进行等值化简。对双馈感应风机和直驱永磁同步风机两种当前热门机型的建模进行概述,同时介绍了潮流计算中风电场的处理方法,并对风电系统的等值进行了综述,包括风速的等值、风电场的分群、同群风机的等值方法、常用的参数优化算法及其对等值的影响。最后综述了含单一主流机型风电场通常采用的等值方法,并指出随着不同机型并存的大型混合风电场的增多,混合风电场等值建模研究的必要性及研究趋势。     

大型风电场等值建模与仿真分析

在研究大型风电场动态特性时,对风电场进行等值建模是一个重要课题。根据风机位置和尾流效应的影响对风电场进行区域划分,将风力发电机组合并简化,在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立风电场整体简化模型,对不同的等值模型进行对比分析,给出了各种模型的优缺点和各自的实用性,并提出在动态仿真中风电场简化模型应用的建议。     

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。     

风速波动下双馈机组风电场动态等值

由于风电场动态行为的复杂性,对每台风机进行仿真计算难以满足系统动态安全分析要求。如何建立合适的风电场动态等值模型,正确评价风力发电对电力系统可靠运行的影响,是非常重要而迫切的。分析了风速变化时风机控制系统作用下风电场动态特性,提出双馈风电机组的动态分群方法以及同群机组的风速等值模型。并对分群后双馈机组及其电气接线系统进行等值聚合,提出了多机表征的风电场动态等值模型。算例在不同工况、故障和风速变化下进行等值效果比较,验证了该方法的有效性和可行性。     

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。     

基于模型-数据混合驱动的风电场暂态过程等值方法

针对大规模风电场接入给电力系统安全稳定分析过程带来的方程高维性、计算效率低问题，提出了一种基于模型-数据混合驱动的风电场暂态过程等值方法。对整个风电场进行两阶段聚合，最终将含有多台风机的风电场等值为单台风机模型。第一阶段等值过程中基于物理模型驱动思想，通过获取不同风速下风机并网点有功暂态响应特性及出力特性，采用K-means方法将所有风机聚合为四台等效风机。第二阶段基于数据驱动策略，通过所建立风电场并网点有功偏差最小的多时段优化模型并结合长短期记忆网络(long short term memory, LSTM)训练，将四台等效风机聚合为单台风机模型，实现了整个风电场的暂态过程等值聚合。通过算例验证了所提等值方法能够有效地反映风电场的暂态过程特性，为电力系统安全稳定分析模型降维提供了一种实用化解决方案。     

大型风力发电场等值建模研究关键问题分析

介绍大型风电场等值建模的主要特点和发展过程,并对动态等值模型和稳态等值模 型进行分析比较,同时对当今研究的关键问题进行简要分析。     

变速恒频双馈风电机组风电场动态出力特性建模方法

为研究大型风电场接入对电力系统动态稳定的影响,风电场的动态出力特性等值建模方法成为关键.在分析双馈风力发电机组数学模型基础上,基于明确的物理意义,利用容量加权平均法,对变速恒频双馈型风电场中风力机、发电机及其控制系统进行了等值,并利用单纯形法对控制系统等值参数进行寻优,得到了风电场的动态出力特性模型.基于PSCAD/E...     

提高复杂拓扑风电场动态等值水平的增广路径标号算法*

随着风电场装机容量增加、规模扩大、拓扑结构日益复杂,风电场等值建模对电网仿真分析的影响越来越大。首先建立BPA风电场仿真模型以及两机电网模型,针对复杂拓扑风电场等值建模,提出采用增广路径标号算法分组识别大型风电场复杂拓扑结构特性,以集电参数功率损耗为等值建模原则,经过干线式和放射式接线组合的多次迭代后,完成复杂拓扑风电场的单机等值建模。最后,应用BPA程序仿真分析不同规模风电场的动态等值水平,比较并网点功率及频率特性,验证了所提出的等值方法能够解决复杂拓扑风电场等值问题,提高了动态等值水平。对于大规模风电场,此方法提高了并网点功率的适应性,但对暂态响应特性的适应性不足,仍须进行多机等值建模。     

基于实时数字仿真的大型风电场双馈型机组等值模型的建立

为了仿真大型并网风电场的动态电气特性,正确评价风力发电场对电力系统稳定性的影响,需要对风电场进行整体建模。介绍了风电场等值建模的基本原理,研究基于实时数字仿真(RTDS)的双馈型机组各参数等值方法,通过对比分析风电场详细模型和等值模型正常运行时的稳态特性和故障时电磁暂态特性,验证等值模型的可靠性。     

基于等效平均风速的风力发电功率预测

目前应用风速气象数据预测风力发电功率的方法存在较大误差,难以满足工程应用的精度要求.文中基于能量守恒原理提出了风力发电机组等效平均风速的概念,并通过为期1年的现场实验分析得到等效平均风速与最大风速和平均风速的函数关系,由此提出了基于等效平均风速的风力发电功率预测方法,并与以往基于平均风速的风力发电功率预测方法进行了工程应用效果对?栽 比,表明基于等效平均风速的预测方法较基于平均风速的预测方法在预测精度方面有明显提高.     

双馈风电机组的建模仿真及其等值方法研究

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仿真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做了仿真,能够实现定子侧有功、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力条件。     

风电场静态等值及应用研究

文中提出了按照风电场内详细接线图来建立详细风电场静态算例模型;该方法可以使计算结果适应风电场内各种运行条件,解决了传统PQ、PV简化模型和RX模型风电场静态等值方法的局限性,为电网规划和运行提供了实用的计算方法。     

基于应变型等效电量频率法的风电价值测算

测算了风电并网后引起的各部分价值,将风电的价值分为正面价值和负面价值,正面价值包括环境价值、社会价值,其中环境效益包括减排效益、节水效益、资源效益,社会价值指的是风电的环境效益对人类健康带来的积极影响;负面价值包括因风电的不确定性、反调峰特性而造成调峰成本、调频成本和旋转备用成本变化。最后利用改进后的等效电量频率法（简称应变型等效电量频率法）对算例进行随机生产模拟,根据模拟结果对各部分价值进行分析。     

含风电的配电网中线损计算方法改进

针对风电接入配电网的特点,对配电网线损计算方法进行了研究,通过合理划分计算时段和灵活选择馈线首端对等效容量法进行了改进。根据风电出力的波动性,提出以风电出力来动态划分计算时段,采用改进等效容量法来计算含风电的配电网线损,并在具体算例中验证了改进等效容量法的有效性。     

有限风区电厂堤防波浪爬高分析计算

综合论述了测波资料短缺的有限风区内,由风场要素推算设计波要素、波浪传播变形以及波浪爬高等分析计算方法,结合工程实践对不同方法进行了比较,提出评价意见。     

风能等效转化利用模型及其效益研究

以能源互联网为依托,研究了风能在转化利用过程中不同"能质"能量之间的等效转化关系及其对应的效益。为综合考虑负荷需求特性及供能价格因素对风能利用方式的影响,以风电利用率最大和系统运行综合效益最大化为目标,构建风能转化利用多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解;最后,在不同的供能模式下进行对比分析。算例结果表明,所提模型能够有效地提高能耗系统对风能的综合利用率及消纳能力,并取得更高的能售效益,验证了所提模型及其运行方式的有效性和可行性,为大规模风电的开发和利用提供了新的思路。     

大规模海上风电场集群交直流输电方式的等价距离研究

随着海上风电场的布局逐步从近海走向远海,以及新型柔性直流(direct current,DC)输电技术等日趋成熟,在规划设计中研究分散布局的大规模海上风电场集群最优输电方式,合理选择先进适用、安全可靠、经济合理的输电技术,为大规模分散式海上风电场群输电方式决策提供科学的方法是十分必要的。本文首先分析了海上风电场两种主要输电方式即高压交流输电方式、柔性直流输电方式的技术特点,然后对各种输电方式进行了详细的成本构成分析及计算,并对不同距离和容量下的输电方式做出经济性比较。最后通过计算得到了海上风电交流/直流输电方式的等价距离,研究结果可为输电规划以及工程设计提供参考。     

电网短路故障对并网双馈风电场的影响

分析了电网发生短路故障对并网运行风电场的影响。从双馈风电机组的单机模型出发,研究了由双馈风电机组构成的风电场单机等值方法。在仿真软件EMTP-RV中搭建了包含双馈风电机组构成的风电场电力系统模型。分析了电网发生三相接地短路和单相接地短路故障时,风电场的有功功率和无功功率输出特性、并网公共连接点母线电压波动以及系统频率等暂态变化。研究结果对未来风力发电工程的建设有参考价值。