基于聚类分析双馈机组风电场动态等值模型研究

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1、第40卷第3期华北电力大学学报Vo1．40．No．32013年5月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMay，2013doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2013．03．001基于聚类分析的双馈机组风电场动态等值模型的研究徐玉琴，王娜(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：针对大型双馈机组风电场，提出一种新的动态等效建模方法。该方法是一种基于双馈风力发电机暂态电压特性的聚类分群方法，即根据风电场内各双馈发电机受系统故障影响程度的不同，识别出电压的动态响应行为相近的风力发电机，并对分群

2、后的双馈发电机及其电气接线系统进行等值聚合，实现了双馈机组风电场的动态等值多机表征。利用电力系统分析综合程序(PSASP6．2)，搭建了双馈机组风电场详细模型和等值模型，并与传统的单机等值模型进行了比较分析。结果表明，所建立的多机等值模型能够较准确地反映双馈机组风电场并网点的动态特性。关键词：双馈风力发电机；暂态电压；风电；聚类分群方法；动态等值中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1007—2691(2013)O3—0001—05StudyondynamicequivalenceofwindfarmswithDFIGbasedonclusteringanalysi

3、sXUYu-qin，WANGNa(SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Forlarge—scalewindfarmswithdoublyfedinductiongenerator(DFIG)，anewdynamicequivalentmodel·ingmethodisproposed．Thismethodusesthetransientvoltagecharacteristicsasthegroupi

4、ngruleofwindturbines．AccordingtodifferentimpactingextentofthewindfarmwithDFIGduringsystemfaults，windturbineswithsimilardy-namicbehaviorsareidentified．Samegroupwindturbinesareaggregated，andthedynamicmuhi—machineequivalentmodelofthewindfarmwithDFIGisobtained．Simulationsofdetailedandequivalen

5、tmodelsofwindfarmswithDFIGarebuiltbypowersystemanalysissoftware6．2(PSASP6．2)．Comparedwiththesingle-machineequivalentmethod，theresultsshowthattheproposedmulti-machineequivalentmodelmoreaccuratelydescribesthedynamiccharacteristicsofawindfarmatthegridconnectionpoint．Keywords：doublyfedinductio

6、ngenerator；transientvoltage；windpower；clustergroupingalgorithm；dynamice—quivalence导致计算时间长、占用内存大。因此，有必要对0引言双馈机组风电场等效建模方法进行深人研究。风电场通常由相同型号的风电机组组成，传随着风电技术的快速发展，大型风电场以及统的风电场等值方法是聚合法，即把风电场等值风电场群已经形成，双馈发电机应用日趋广泛，将成一台风电机组，其容量等于所有风电机组容量逐步成为国内主流机型⋯。在大型风电场并网系之和。但是大型风电场内风速分布不均匀，各台统的仿真分析中，若对每台双馈风力发电机及

7、其控风力发电机处于不同的运行点，因此，用单一风电制系统进行详细建模将极大地增加仿真的复杂度，机组等值的风电场模型通常会产生一定的误差。收稿日期：2013一O2—05风电场等值复杂性主要在于风速、扰动、风力2华北电力大学学报发电机控制系统对风电场输出特性的影响。文献聚类对象，提出一种基于暂态电压跌落及动态轨[4]考虑风电机组暂态特性，基于异步感应发电机迹相关度的聚类指标，将故障期间动态行为相似等效电路变换建立了双馈机组风电场单机等值模的风力发电机进行同群提取。令聚类样本为暂型。文献[5]提出了基于遗传算法的风电场单机