[发明专利]一种海上风电场等值建模方法及系统

权利要求书

1.一种海上风电场等值建模方法，其特征在于，所述方法包括：

基于风电场相关参数构建海上风电场模型；所述风电场相关参数包括风电场拓扑、风电机组参数、集电网络参数以及外部系统参数；

根据风电场中各台风电机组的实际运行风速，对所述海上风电场模型进行潮流计算和稳态工况下系统状态变量初值计算，获得每台风电机组所有状态变量的稳态值；

将每台风电机组所有状态变量的稳态值作为风电场中分群指标，采用改进的最大最小距离算法进行分群聚类，获得多个机群；

对同一机群内的风电机组进行参数聚合，等值为一台等值机组，并计算等值机组参数；

根据所述等值机组参数构建风电场等值模型，以使利用所述风电场等值模型进行小信号稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，所述将每台风电机组所有状态变量的稳态值作为风电场中分群指标，采用改进的最大最小距离算法进行分群聚类，获得多个机群，具体包括：

对每台风电机组所有状态变量的稳态值进行归一化处理，获得归一化数据集；

从归一化数据集中任意选择一个数据点作为聚类中心M1；将一台风电机组归一化处理后获得的数据称为一个数据点；

再从归一化数据集中选择距离聚类中心M1最远的数据点作为聚类中心M2；

计算归一化数据集中除M1和M2之外的每一个数据点分别与M1、M2的欧几里得距离，并分别选取最小的欧几里得距离；从两个最小的欧几里得距离中选取最大欧几里得距离；

判断最大欧几里得距离是否达到第一设定值；如果达到第一设定值，则将最大欧几里得距离对应的数据点作为聚类中心M3；如果没有达到第一设定值，则结束；

计算归一化数据集中除M1、M2和M3之外的每一个数据点分别与M1、M2和M3的欧几里得距离，并分别选取最小的欧几里得距离；从三个最小的欧几里得距离中选取最大欧几里得距离；

判断最大欧几里得距离是否达到第二设定值；如果达到第二设定值，则将最大欧几里得距离对应的数据点作为聚类中心M4；如果没有达到第二设定值，则结束；

以此类推，直至没有新的聚类中心出现时，将剩余数据点到各聚类中心的距离，按照最小距离原则将剩余数据点归入最近的机群中；所述剩余数据点为归一化数据集中除了个聚类中心之外的数据点。

3.根据权利要求1所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，所述等值机组参数包括：等值风速、等值风机参数和等值集电线路；所述等值风机参数包括：发电机参数、轴系参数、变压器参数和直流母线电容器参数；所述等值集电线路包括：同一机群内的r台风电机组的加权平均电压差、等值机组与PCC点之间的电压差和等值机组与PCC点之间的线路阻抗。

4.根据权利要求3所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，采用加权聚合法获得等值风速，具体计算公式为：

其中，v_eq表示等值风速，v_i表示等值前第i台风电机组的输入风速，n表示机组总台数。

5.根据权利要求3所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，同一机群内的r台风电机组的加权平均电压差的计算公式为：

其中，ΔU_i为第i台风电机组机端变压器出口电压与PCC点电压的差值，P_i为第i台风电机组输出的有功功率。

6.根据权利要求5所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，等值机组与PCC点之间的电压差的计算公式为：

其中，ΔU_eq为等值风电机组与PCC点之间的电压差，z_eq为等值机组与PCC点间的线路阻抗，P_i为第i台风电机组的输出的有功功率，U为PCC点的电压，r为风电机组总台数。

7.根据权利要求6所述的海上风电场等值建模方法，其特征在于，等值机组与PCC点间的线路阻抗z_eq的计算公式为：