【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统新能源发电设备建模及参数辨识，具体涉及一种直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法。
技术介绍
1、在我国“双碳”政策的实施引导下，以风电为代表的新能源在电力系统中的占比不断增加。其中风能作为新能源的一部分，以其分布广泛，蕴藏量丰富等特点，风力发电行业正在快速发展，为满足风电场并网的需求，还需要研究风力发电系统功率变流器模型，从而准确表示风机在各种工况下真实的工作状态。为此需要通过直驱发电系统故障穿越动态特性，建立直驱发电系统高电压穿越模型，获得能够真实反应其输出特性的模型参数，并采用参数辨识方法获得准确的模型参数，从而真实反应直驱发电系统的动态响应，保障电力系统安全稳定经济运行。
2、针对风电机组的机电暂态建模，研究人员已有多种解决方案，例如：
3、1、张仰飞等人发表的“直驱永磁同步发电机的电气参数辨识”电力系统自动化，2012，36(14)：150-153，该文章根据直驱同步发电机的数学模型，在不同工况下分析了各个参数的可辨识性，最后采用了优选初值-微变搜索算法辨识了各个参数。
4、2、黄桦等人发表的“直驱永磁风电机组lvrt模型参数的整定方法与实测验证”电力自动化设备，2019，39(4)：155-160，该文章通过研究永磁风电机组的模型结构，计算出各个参数的灵敏度，从而获取到低电压穿越模型的关键参数，通过参数调整和优化方法，基于实测数据辨识了直驱永磁风电机组低电压穿越模型，并通过实测和仿真对比验证了方法的有效性。
5、3、吴章晗等人发表的“基于md
6、目前的方法基本都是通过改进目前较为成熟的优化算法对风电机组仿真模型中关键参数进行辨识，无法成熟运用到目前国内实际工程所采用的psasp仿真软件，且辨识过程具有复杂性，方法不具备良好的通用性。为此，亟需一种可以适用于psasp仿真软件，针对风电机组高电压穿越的简便、高效、通用的参数辨识方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决目前还没有一种方法能够针对实际工程中的直驱式风电机组进行快速精细化机电暂态建模的问题。
2、直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，包括如下步骤：
3、s1、利用风电机组说明书获取的基本参数和所有测试工况下的高电压穿越全过程下实测的响应数据对直驱式风电机组暂态模型进行参数配置；
4、s2、基于高电压穿越测试模型，调整高电压穿越测试模型中高电压穿越期间的各测试工况对应故障点线电压ufault_hvrt，使其各测试工况下故障点线电压ufault_hvrt与该测试工况下的实测的故障点线电压一致，并利用高电压穿越测试模型计算高电压穿越期间该测试工况下的故障点正序电压u1_hvrt；
5、s3、根据所有未进入高电压穿越状态所对应测试工况下的故障点正序电压u1_hvrt得到高电压穿越状态判断参数vhin和vhout，并将vhin和vhout赋值给高电压穿越测试模型；其中，vhin为进入高电压穿越阈值，vhout为退出高电压穿越阈值；
6、s4、利用风电机组在高电压穿越中运行状态下和正常运行状态下的所有测试工况的实测的响应数据，对直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型的高电压穿越中运行状态控制子模块的各穿越中组合控制策略进行参数拟合，得到各穿越中组合控制策略下的控制参数；
7、将得到的控制参数输入高电压穿越测试模型，使风电机组在各穿越中组合控制策略下对所有测试工况进行仿真测试，得到当前穿越中组合控制策略下所有测试工况所对应的仿真响应数据；
8、s5、利用风电机组在高电压穿越恢复运行状态下和正常运行状态下的所有测试工况的实测的响应数据，对直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型中的高电压穿越恢复运行状态控制子模块的各恢复中组合控制策略进行参数拟合，得到各恢复中组合控制策略下的控制参数；
9、将每种穿越中组合控制策略分别与各种恢复中组合控制策略进行组合，形成多组高压穿越控制策略；将得到的控制参数输入高电压穿越测试模型，使风电机组在各组高压穿越控制策略下，对所有测试工况进行仿真测试得到当前高压穿越控制策略下所有测试工况所对应的仿真响应数据；
10、s6、每组高压穿越控制策略下的所有工况所对应的高电压穿越全过程仿真响应数据，分别与相应工况下的高电压穿越全过程的实测响应数据间计算响应误差，得到一组响应误差；从所有组的高压穿越控制策略所对应的所有组响应误差中选取符合响应误差要求工况数量最多、且平均响应误差最小所在的组分，并将该组分下所对应的控制参数作为对直驱式风电机组暂态模型进行控制的控制参数，完成参数识别。
11、进一步地，所述的基本参数包括发电机额定功率、额定转速、转动惯量、额定风速、切入风速、切出风速，叶片半径、风力机额定转速。
12、进一步地，响应数据包含故障点的线电压、有功电流、无功电流、有功功率和无功功率.
13、进一步地，所述的高电压穿越测试模型如下：
14、在风电机组升压变压器高压侧与外部电网之间接入限流阻抗zsr及与限流阻抗并联的旁路开关cb1，并在限流阻抗与风电机组升压变压器之间接入升压支路；升压支路由闭合短路开关cb3、升压支路电容cl和升压电阻rd串联接地构成；数据测量点位于风电机组升压变压器高压侧。
15、进一步地，步骤s4中高电压穿越中运行状态下的直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型中的高电压穿越中运行状态控制子模块内的单独控制策略包括：
16、(1)、风电机组有功电流控制方式，其包括：
17、①有功电流无附加控制：维持风电机组正常运行时的有功电流控制策略；
18、②指定有功功率控制：
19、phvrt＝kp-hvrt*p0+pset_hv (3)
20、kp_hvrt和pset_hv均作为控制参数；
21、其中，p0为正常运行状态下的风电机组有功功率，phvrt为高电压穿越中运行状态下的风电机组有功功率，kp_hvrt为1号有功功率计算系数，pset_hv为有功功率设定值；
22、③指定有功电流控制：
23、iphvrt＝k1-ip-hv*vt+k2-ip-hv*ip0+ipset_hv (4)
24、k1_ip_lv、k2_ip_lv和ipset_lv均作为控制参数；
25、其中，ip0为正常运行状态下的风电机组有功电流；iphvrt为高压穿越中运行状态下的风电机组有功电流；vt为风机出口正序电压值；k1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，所述的基本参数包括发电机额定功率、额定转速、转动惯量、额定风速、切入风速、切出风速，叶片半径、风力机额定转速。
3.根据权利要求2所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，响应数据包含故障点的线电压、有功电流、无功电流、有功功率和无功功率。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，所述的高电压穿越测试模型如下：
5.根据权利要求4所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤S4中高电压穿越中运行状态下的直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型中的高电压穿越中运行状态控制子模块内的单独控制策略包括：
6.根据权利要求5所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤S5中高电压穿越恢复运行状态下的直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型中的
7.根据权利要求6所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤S3未进入高电压穿越状态中所述的高电压穿越状态判断依据如下：
8.根据权利要求7所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤S3中高电压穿越状态判断参数VHin＝VHout＝U1_HVRT_max+0.03p.u.。
9.根据权利要求8所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤S4和S5中进行参数拟合时采用最小二乘法进行曲线拟合。
10.根据权利要求9所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，S6中的所有工况为故障点线电压升高、风速和故障类型组合确定的，其中故障点线电压升高至少为120％、125％和130％，风速至少为大风和小风，故障类型至少为三相故障和两相故障，故障点线电压升高、风速和故障类型组合至少包括3*2*2＝12种工况；
...【技术特征摘要】
1.直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，所述的基本参数包括发电机额定功率、额定转速、转动惯量、额定风速、切入风速、切出风速，叶片半径、风力机额定转速。
3.根据权利要求2所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，响应数据包含故障点的线电压、有功电流、无功电流、有功功率和无功功率。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，所述的高电压穿越测试模型如下：
5.根据权利要求4所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤s4中高电压穿越中运行状态下的直驱式风电机组暂态模型中高电压穿越控制子模型中的高电压穿越中运行状态控制子模块内的单独控制策略包括：
6.根据权利要求5所述的直驱式风电机组暂态模型高电压穿越参数辨识方法，其特征在于，步骤s5中高电压穿越恢复运行状态下的直...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卫星，金泳霖，张凯，晁璞璞，朱天宇，宋文婷，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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