[发明专利]一种DFIG风电场等值参数的辨识方法

权利要求书

1.一种DFIG风电场等值参数的辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、利用容量加权法对风电场风速、风力机和发电机参数进行粗略等值；

步骤2、采用灵敏度分析法确定DFIG风电场等值参数为主导参数或非主导参数，具体过程为：

系统参数的灵敏度表示为：

式中，S_xi是对应于参数x_i的灵敏度；x_i0是x_i的初始值；Y为输出函数，Δ是物理量的偏差；m是待估参数的数量；

上式中所需观测的输出函数由系统输出的视在功率表示，故设置输出函数为：

式中，P，Q分别为机组详细模型中向系统输出的有功和无功功率；

再利用上述灵敏度表达式获得X＝[R_s,R_r,X_ls,X_lr,X_m]和X＇＝[R_s,R_r,X_ls,X_lr,X_m,R_c,X_c]中的主导参数和非主导参数；

其中，R_s是定子电阻，R_r是转子电阻，X_ls是定子漏抗，X_lr是转子漏抗，X_m是励磁电抗，R_c是Crowbar电阻，X_c是Crowbar电抗；

步骤3、对非主导参数沿用容量加权法获得等值结果，以该等值结果为初值对主导参数采用遗传算法进行优化辨识，得到优化的等值参数结果。

2.根据权利要求1所述DFIG风电场等值参数的辨识方法，其特征在于，在所述步骤1中，等值的风电场风速v_eq表示为：

其中，p_i为第i台风电机的稳态有功输出，表示为p_i＝F(v_i)，v_i为第i台风电机的风速；

F^-1为拟合函数F的反函数。

3.根据权利要求1所述DFIG风电场等值参数的辨识方法，其特征在于，在所述步骤1中，等值的风力机传动链模型表示为：

等值机组的风轮半径表示为：

其中，下标eq表示等值后变量；n为被等值风机的台数；i表示第i个风电机组的参数；T、H、K和D分别表示转矩、惯性时间常数、轴系刚度系数和转轴阻尼系数；ρ_i为容量权重比；

等值风电机组的平均阻抗表示为：

其中，Z_i为第i台风电机组的阻抗；Z_eq为等值机的阻抗。

4.根据权利要求1所述DFIG风电场等值参数的辨识方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述对主导参数采用遗传算法进行优化辨识，得到优化的等值参数结果的过程具体为：

对于故障中Crowbar装置不动作机组，定转子绕组采用电动机惯例，以电流流入发电机为正，在d-q同步坐标系下，其定转子模型表示为：

式中，X_s为定子电抗；X_s＝ω_sL_ss；X′_s为定子暂态电抗；X′_s＝ω_s[L_ss-(L_m/L_rr)]；T′₀为转子绕组时间常数；T′₀＝L_rr/(ω_sR_r)；R_r为转子电阻；L_s、L_r分别为定子和转子绕组电感；L_m为定转子绕组间的互感；L_ss＝L_s+L_m，L_rr＝L_r+L_m；R_s为定子电阻；X_r为转子电抗；X_m为励磁电抗；i_ds、i_qs分别为定子电流的直轴和交轴分量；v_ds、v_qs分别为定子电压的直轴和交轴分量；v_dr、v_qr分别为转子电压的直轴和交轴分量；E'_d、E'_q分别为定子暂态电势的直轴和交轴分量；

转子电流方程表示为：

由上述定转子模型得到待辨识参数为X_ls、X_lr、X_m、R_s、R_r；

结合功率输出方程，应用遗传算法对待估参数进行辨识，并选择适应度函数为：

其中，P₁、Q₁分别为仿真获得的风电场详细模型输出有功、无功功率的测量值；P₂、Q₂为发电机四阶模型等值有功、无功功率计算值。