【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及等效模型，尤其涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、隨著我國“雙碳”發(fā)展目標(biāo)及以新能源為主的電力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，可再生能源即將迎來新一輪爆發(fā)式增長。分布式發(fā)電系統(tǒng)因其對改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高電能質(zhì)量有重要意義，已成為我國促進(jìn)可再生能源發(fā)展的重要實現(xiàn)方式。
2、風(fēng)力發(fā)電作為一種常見的分布式發(fā)電系統(tǒng)，其大量接入配電網(wǎng)會不可避免地影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。為便于分析風(fēng)電接入的暫穩(wěn)態(tài)特性及其對電網(wǎng)的具體影響，建立一種既簡單又精確的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)等效模型具有重要意義。針對目前常見的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其電磁暫態(tài)詳細(xì)模型雖能夠精確描述系統(tǒng)特性，但其模型過于復(fù)雜，不適用于大量風(fēng)電接入配電網(wǎng)的研究。
3、因此，現(xiàn)階段亟需一種更為有效的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)模型等效建模方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)模型描述能力差、算法收斂速度慢、等值精度低的問題。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
2、根據(jù)本專利技術(shù)實施例的第一方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建方法，應(yīng)用于直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運行變量，構(gòu)建直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的初始等效模型，以及，構(gòu)建基于自然選擇的粒子群優(yōu)化算法模型；確定初始等效模型中運行變量對應(yīng)的待辨識系數(shù)；采用粒子群優(yōu)化算法模型，對待辨識系數(shù)進(jìn)行更新賦值，以及，確定不同賦值后的待辨識系數(shù)的初始等效模型動態(tài)響應(yīng)下，輸
3、其中，一組賦值對應(yīng)一組模型有功功率和模型無功功率。
4、該目標(biāo)等效模型作為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的等效模型。
5、進(jìn)一步地，初始等效模型包括逆變器控制子模型，逆變器控制子模型包括電壓外環(huán)控制子模型和電流內(nèi)環(huán)控制子模型；電壓外環(huán)控制子模型具體為：
6、
7、其中，igdref為d軸網(wǎng)側(cè)電流參考值；udc為逆變器直流側(cè)電壓；udcref為直流電壓參考值；kup和kui分別為電壓外環(huán)pi調(diào)節(jié)器的比例環(huán)節(jié)系數(shù)和積分環(huán)節(jié)系數(shù)；s為微分算子；
8、電流內(nèi)環(huán)控制子模型具體為：
9、
10、其中，ucd和ucq為控制器輸出調(diào)制波的d軸電壓、q軸電壓；kip和kii分別為電流內(nèi)環(huán)pi調(diào)節(jié)器的比例環(huán)節(jié)系數(shù)和積分環(huán)節(jié)系數(shù)；igdref和igqref分別為d軸網(wǎng)側(cè)電流的參考值、q軸網(wǎng)側(cè)電流的參考值；igd和igq分別為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)電流的d軸分量、q軸分量；ugd和ugq分別為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓的d軸分量、q軸分量；l為逆變器交流側(cè)濾波電感；ω為角頻率；
11、確定初始等效模型中運行變量對應(yīng)的待辨識系數(shù)包括：電壓外環(huán)pi調(diào)節(jié)器的比例環(huán)節(jié)系數(shù)kup和積分環(huán)節(jié)系數(shù)kui、電流內(nèi)環(huán)pi調(diào)節(jié)器的比例環(huán)節(jié)系數(shù)kip和積分環(huán)節(jié)系數(shù)kii。
12、進(jìn)一步地，初始等效模型還包括逆變器輸出子模型；
13、逆變器輸出子模型具體為：
14、
15、其中，uac_base為交流側(cè)電壓基準(zhǔn)值；und和unq為逆變器輸出的d軸電壓、q軸電壓；ucd和ucq為控制器輸出調(diào)制波的d軸電壓、q軸電壓；m為調(diào)制指數(shù)；udc為直流電壓。
16、進(jìn)一步地，初始等效模型還包括直流側(cè)電容子模型；
17、直流側(cè)電容子模型具體為：
18、
19、其中，udc為直流電壓；im為電機側(cè)變流器輸出的直流電流；ig為電網(wǎng)側(cè)逆變器輸入的直流電流；c為直流電容；pm為電機側(cè)變流器的直流輸出功率；igd和igq分別為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)電流的d軸分量、q軸分量；ugd和ugq分別為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓的d軸分量、q軸分量；
20、確定初始等效模型中運行變量對應(yīng)的待辨識系數(shù)還包括：直流電容c。
21、進(jìn)一步地，初始等效模型還包括逆變器交流側(cè)濾波電感子模型；
22、逆變器交流側(cè)濾波電感子模型具體為：
23、
24、其中，und和unq為逆變器輸出的d軸電壓、q軸電壓；l為逆變器交流側(cè)濾波電感；
25、確定初始等效模型中運行變量對應(yīng)的待辨識系數(shù)還包括：逆變器交流側(cè)濾波電感l(wèi)。
26、進(jìn)一步地，初始等效模型還包括功率輸出子模型；
27、功率輸出子模型為：
28、
29、其中，p和q分別為直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)機整體輸出的模型有功功率和模型無功功率。
30、進(jìn)一步地，粒子群優(yōu)化算法模型包括：
31、xm,l(t+1)＝xm,l(t)+vm,l(t+1)
32、
33、其中，m為粒子對應(yīng)的序號；l是待辨識系數(shù)的個數(shù)；vm,l為第m個粒子速度矢量的第l維分量；xm,l為第m個粒子位置矢量的第l維分量；pm,l為第m個粒子位置矢量的第l維分量所經(jīng)歷的最好位置；為慣性權(quán)重值；c1，c2為學(xué)習(xí)因子；r1，r2為介于[0，1]之間的隨機數(shù)；t為搜索次數(shù)。
34、進(jìn)一步地，目標(biāo)函數(shù)具體為：
35、
36、其中，ps(k)和qs(k)分別為第k個采樣點對應(yīng)的有功功率和無功功率的實際測量值；peq(k)和qeq(k)分別為在初始等效模型上采集的第k個采樣點輸出的模型有功功率和模型無功功率；n為采樣點數(shù)。
37、進(jìn)一步地，粒子群優(yōu)化算法模型還包括：
38、
39、其中，f，n分別為目標(biāo)函數(shù)輸出的適應(yīng)度函數(shù)值和粒子數(shù)；sort()、round()分別是擇優(yōu)排序函數(shù)和取整函數(shù)；e為中間變量；x，v分別為位置和速度。
40、根據(jù)本專利技術(shù)實施例的第二方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建裝置，應(yīng)用于直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該裝置包括：
41、構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運行變量，構(gòu)建所述直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的初始等效模型，以及，構(gòu)建基于自然選擇的粒子群優(yōu)化算法模型；
42、第一確定單元，用于確定所述初始等效模型中運行變量對應(yīng)的待辨識系數(shù)；
43、賦值更新單元，用于采用所述粒子群優(yōu)化算法模型，對所述待辨識系數(shù)進(jìn)行更新賦值，以及，確定不同賦值后的待辨識系數(shù)的初始等效模型下，對應(yīng)輸出的多組模型有功功率和模型無功功率；并按照目標(biāo)函數(shù)，從所述多組模型有功功率和模型無功功率中，確定出一組最優(yōu)的目標(biāo)模型有功功率和目標(biāo)模型無功功率；
44、第二確定單元，用于將所述目標(biāo)模型有功功率和目標(biāo)模型無功功率對應(yīng)的賦值的待辨識系本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建方法，其特征在于，應(yīng)用于直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型包括逆變器控制子模型，所述逆變器控制子模型包括電壓外環(huán)控制子模型和電流內(nèi)環(huán)控制子模型；所述電壓外環(huán)控制子模型具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括逆變器輸出子模型；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括直流側(cè)電容子模型；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括逆變器交流側(cè)濾波電感子模型；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括功率輸出子模型；
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，所述粒子群優(yōu)化算法模型包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)具體為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述粒子群優(yōu)化算法模型還包括：
10.一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建裝置，其特征在于
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等效模型構(gòu)建方法，其特征在于，應(yīng)用于直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型包括逆變器控制子模型，所述逆變器控制子模型包括電壓外環(huán)控制子模型和電流內(nèi)環(huán)控制子模型；所述電壓外環(huán)控制子模型具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括逆變器輸出子模型；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始等效模型還包括直流側(cè)電容子模型；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙樂，張嘯虎，許凌，張夢瑤，胡蓉，杜非，劉仲，張希鵬，莊侃沁，陸建忠，牟善科，楊楠，
申請(專利權(quán))人：國家電網(wǎng)有限公司華東分部，
類型：發(fā)明
國別省市：
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