[发明专利]一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法

权利要求书

1.一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，该方法首先获取由多台双馈风力发电机组成的双馈风电场的参数；基于所有双馈风力发电机的数据进行含双馈风电场电力系统的潮流计算并采集风电场汇集母线上的数据作为量测信息；然后利用扩展卡尔曼滤波的方法对等值风机电抗参数及控制器参数进行动态辨识；最后将等值风机代替风电场接入多机系统；并对系统进行暂态稳定故障模拟验证该方法的准确性。

2.如权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：包括：

a、对含双馈风电场的系统进行潮流计算；

b、在风电场的汇集母线上采集量测信息；

c、利用扩展卡尔曼滤波进行等值风机参数辨识；

d、对等值系统进行暂态稳定故障模拟验证该方法的准确性。

3.根据权利要求2所述的基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，在步骤a中，首先对含双馈风电场的系统进行潮流计算得到稳态运行时的数据，

并对每台双馈风力发电机建立完整的12阶动态模型如式(1)、(2)所示：

其中，I_dr、I_qr、I_ds、I_qs分别为双馈感应发电机转子侧、定子侧d、q轴电流分量；s为双馈感应发电机转差率；x₁为机侧变流器外环有功功率控制对应的状态变量；x₂为机侧变流器外环无功功率控制对应的状态变量；x₃为机侧变流器内环q轴电流控制对应的状态变量；x₄为机侧变流器内环d轴电流控制对应的状态变量；x₅为网侧变流器外环直流电压控制对应的状态变量；x₆为网侧变流器内环d轴电流控制对应的状态变量；x₇为网侧变流器内环q轴电流控制对应的状态变量。

4.根据权利要求2所述的基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，在步骤b中，具体包括：

由潮流计算得到的双馈风电场稳态运行值及建立的完整动态模型，求出需要利用的状态变量初始值；同时在双馈风电场的汇集母线处得到进行在线参数辨识所需要的量测量。

5.根据权利要求2所述的基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，在步骤c中，具体包括:

c1、在量测信息z中加入噪声变量(高斯白噪声)

c2、由双馈风机的动态方程及量测量对应的量测方程，计算出扩展卡尔曼滤波迭代过程需要的参数。具体的过程如下：

其中，x_k为状态变量，z_k为量测量；P_k/k-1、P_k分别为先验方差矩阵和后验方差矩阵；K_k为增益系数；Φ_k/k-1为状态转移矩阵，H_k为观测矩阵：

c3、利用扩展卡尔曼滤波的方法对双馈风力发电机的电抗参数和控制器中PI环节的控制系数进行辨识，得到等值风力发电机对应的参数，将双馈风电场等值成一台大容量机组。

6.根据权利要求2所述的基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，其特征在于，在步骤d中，具体包括:

d1、利用等值双馈风机代替双馈风电场接入系统；

d2、令双馈风机输出功率固定，分别对等值前后的系统进行三相短路故障和单相接地故障的模拟；

d3、令双馈风机输出功率随机变化，分别对等值前后的系统进行三相短路故障的模拟；

d4、分别对d2、d3两次等值前后汇集母线的有功、电压进行对比，验证该方法的有效性，若等值前后功率、电压的误差满足精度要求，则说明该双馈风电场动态当值方法是正确的。