[发明专利]一种风电场仿真系统及其仿真方法

说明书

本发明涉及一种风电场仿真系统及其仿真方法，风电场仿真系统包括：输入模块、风电场信号模块和风电场电网接口模块；其中，输入模块用于输入风电场实时运行数据；风电场信号模块用于根据风电场实时运行数据仿真其等效的风电场的运行状态切换和输出；风电场电网接口模块用于建立风电场信号模块与电网模型之间的电气连接。利用风电场仿真系统对风电场做实时仿真。本发明提供的技术方案，解决了传统建模方法中不能体现各风电机组参数差异化的问题，同时通过建立与实际风电场相一致数量的风电机组等效信号模型，使得风电场仿真系统可适应实际风电场控制，解决了当前风电场仿真系统输出性能只与风速相关，脱离控制影响，不能提供主动支撑的问题。

技术领域

本发明涉及新能源接入与控制领域，具体涉及一种风电场仿真系统及其仿真方法。

背景技术

随着风电在电力系统中的占比越来越高，风电对电网安全稳定运行影响越来越大，风电的网源协调能力也受到了越来越多的重视。

为研究风电场与电力系统之间的网源交互影响，需要对风电场进行仿真，而进行风电场仿真的基础是建立风电场电等效模型。

由于风电场由几十台甚至上百台风电机组组成，为每台风电机组建立详细模型，并考虑相应的电气接线等因素，其建模工作量及运算量巨大，且潮流及稳定计算的算法可靠性是一个难题。因此，在满足研究目的的前提下，追求真实模拟风电场运行状态及高效仿真已经成为风电场技术领域的关键研究内容。

通常在建模研究中关注的焦点是风电场整体的输出特性，因此目前的建模方法，通常将风电场的整体特性作简化处理，忽略风电场内部机组之间复杂的影响。研究的方法包括：采用聚合方法，将同样配置同样状态的多个风电机组模型等值为同一机组详细模型，并采用等值的风速来驱动相应的风电机组模型；采用等值方法，基于每台风电机组运行数据，通过拟合风速与输出功率对应关系，基于等效风速建立风电场的稳态等效模型，输出对应功率。

传统的建模方法，将风电场作为一个整体，追求风电场的输出与实际有功及无功功率之间误差最小，忽略了风电场内部各个风电机组的动态特性，可满足电力系统潮流及稳态计算。然而，风电场的并网性能还较大程度依赖于风电场功率控制系统，在电网频率及电压发生变化时，风电场功率控制系统可通过调节有功及无功功率进行电网主动支撑，采用当前建模方法，无法考虑各台风电机组的参数差异性，且不可适应风电场控制系统进而无法实现风电场主动支撑。

因此，利用传统的风电场建模方法得到的风电场等效模型，不能准确有效的进行风电场仿真。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种风电场仿真系统及其仿真方法，该系统解决了传统建模方法中不能体现各风电机组参数差异化的问题，同时通过建立与实际风电场相一致数量的风电机组等效信号模型，使得风电场仿真系统可适应实际风电场控制，解决了当前风电场仿真系统输出性能只与风速相关，脱离控制影响，不能提供主动支撑的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种风电场仿真系统，所述仿真系统包括：输入模块、风电场信号模块和风电场电网接口模块；

所述风电场信号模块，包括：风电场内各风电机组的等效信号模型；

所述风电场电网接口模块，包括：与各风电机组的等效信号模型分别连接的电网接口单元；

其中，所述输入模块，用于输入风电场实时运行数据；

所述等效信号模型，用于根据风电场实时运行数据仿真其等效的风电机组的运行状态切换和输出；

所述电网接口单元，用于基于电网模型的电压有效值，将风电机组的等效信号模型的有功输出和无功输出转换为三相电流，并基于所述三相电流建立风电机组的等效信号模型与电网模型之间的电气连接。

优选的，所述实时运行数据包括但不限于风速、和风电场控制指令。