[发明专利]基于功率谱密度的风能渗透率极限评估方法、系统及装置

权利要求书

1.一种基于功率谱密度的风能渗透率极限评估方法，其特征在于，包括：

根据风电场输出的波动功率，获得对应所述风电场输出的波动功率的功率谱密度；

根据对应所述风电场输出的波动功率的功率谱密度，经电网频率频域响应模型获得电网频率的功率谱密度，以确定相应所述电网频率的功率谱密度的电网波动功率的时间序列；

根据所述电网波动功率的时间序列，分析在预定电网频率波动阈值下的风能渗透率极限。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，“根据风电场输出的波动功率，获得对应所述风电场输出的波动功率的功率谱密度”具体包括：

将风电场输出的波动功率的时间序列划分成多个固定时间长度的时间片段；

按照每个时间片段中的容量系数平均值进行所述时间片段归类；

对归类到同一组的时间片段，经傅里叶变换结合离散化方式计算其平均功率谱密度，作为电场功率的电场功率谱密度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功率谱密度S_x(f)包括：

其中，Δf为频率步长，f为频率，时间段T_seg是电网中可以由调度方式决定，X_i(f)为对电场功率经傅里叶分析变换结合离散化计算的频率频谱，中*表示复数的共轭，i、t、N、n为大于等于1的自然数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，“根据对应所述风电场输出的波动功率的功率谱密度，经电网频率频域响应模型获得电网频率的功率谱密度，以确定相应所述电网频率的功率谱密度的电网波动功率的时间序列”具体包括：

所述电场功率的功率谱密度S_x(f)，经构建的电网频率频域响应模型进行计算，获得对应的电网的功率谱密度S_y(f)具体为：

S_y(f)＝|G(f)|²S_x(f)

其中，G(f)为所述电网频率频域响应模型中的电网频率传递函，f为频率；

根据电网的功率谱密度S_y(f)确定电网的频率频谱Y_i(f)后，进行逆傅里叶变换，以获得相应的所述电网频率波动功率的时间序列。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，“根据所述电网波动功率的时间序列，分析在预定电网频率波动阈值下的风能渗透率极限”具体包括：

根据所述电网频率波动功率的时间序列，通过梯度搜索法进行分析，找出预定电网频率波动的阈值下的风能渗透率极限。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，“通过梯度搜索法进行分析，找出预定电网频率波动的阈值下的风能渗透率极限”，具体包括：

利用梯度搜索方式对所述电网频率波动功率的时间序列进行分析；

判断在预设的电网频率波动的阈值下，是否电网频率波动功率能满足稳定性需求；

如果是，则表示未达到风能渗透率极限，继续增加风电渗透率到风电场影响风电场输出的风电波动功率，重新计算相应的功率谱密度直到再次利用梯度搜索方式对重新获得的电网频率波动功率的时间序列进行分析；

如果否，则表示已经达到风能渗透率极限，输出当前对应的风电场输出的风电波动功率，作为评估的风能渗透率极限值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，能满足稳定性需求，具体包括：

梯度法从一起点在负梯度的方向，按预定步长能搜索到误差最小时的电网频率波动功率的时间序列值；

其中，误差通过所述电网波动功率的时间序列与相应的实测电网波动功率的时间序列之间的偏差作为评价目标。