[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

说明书

本发明公开一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风力发电场动态等值方法。该方法包括：获取由多台双馈风力发电机组成的双馈风电场的参数；根据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；采集风电场汇集母线上的数据作为量测信息；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；对等值系统进行暂态稳定故障模拟验证该方法的准确性。本发明提供了一种有效的双馈风电场动态等值方法，利用在线参数估计的方法将双馈风电场等值成一台双馈风力发电机，避免了对双馈风电场建模时，由于其机组数量众多，造成的整个电场的模型阶数过高的问题，在保证仿真精度的情况下极大地提高了数据处理和计算结果分析的效率。

技术领域

本发明涉及风电系统领域，具体地，涉及一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法。

背景技术

在全球经济高速发展的热潮下，资源浪费和环境污染日趋严重，开发和利用可再生的新能源也逐渐成为了时代的主题。作为其中的典型代表，风力发电事业由于其相对成熟的技术及低廉的成本成为了如今发展最快的新能源技术。但是，近年来，随着大规模的风电并网后，会对电力系统的稳定性产生明显的影响。为了制定出科学合理的电网运行调控方式，必须对含风电的电力系统进行大量的仿真研究。如果在这种反复的仿真中都采用风电场的详细模型，那么无疑会大大减慢仿真速度，从而造成大量时间的浪费。

目前，在研究风电场电力系统的各种动态稳定问题时使用一台大容量的风力发电机组来代替整个风电场，从而达到降低仿真系统搭建难度、提高仿真计算速度的目的，因此无论是理论研究还是工程实际都希望能够得到准确描述大规模风电场整体特性的风电场模型。一个风电场通常由几十台甚至几百台风电机组构成，但其总容量仅相当于一台大型的火力发电机，尤其是对于双馈风力发电机组(DFIG)这样含有风力机、发电机、电力电子变流器及其控制器的风电机组，可以用一个十几阶的模型来描述，那么整个风电场的模型阶数可能超过一千阶。由此造成其容量的大小和模型的复杂程度很不匹配，而且在研究含风电电力系统的稳定性问题时，重点关注的是风电场的整体动态特性，而不是场内每台机组的具体动态，因此对大规模风电场进行动态等值，从而进行模型降阶是非常有必要的。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有的风力发电机动态等值技术中至少存在结果不精确、计算复杂度高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，以提高双馈风电场动态等值的计算精度和计算效率，并适用于风电系统的暂态稳定分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于扩展卡尔曼滤波的双馈风电场动态等值方法，步骤为：

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。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

a1、利用双馈风电场的数据对含双馈风电场的电力系统进行稳态运行的潮流计算；

a2、对每台双馈风力发电机组建立完整的动态模型；