用於風電場小干擾穩定性檢驗的降階模式計算方法

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用於風電場小干擾穩定性檢驗的降階模式計算方法考慮到在大型風電場規劃階段，如對所有方案採用全階模型進行小干擾穩定性檢驗，會導致工作量大、效率低，不利於尋求最優方案，該項目提出一種降階模式計算方法。首先，建立風電場全階線性化狀態空間模型。

目錄

一、案例簡介

然後，考慮風電場規劃階段，可對所選型號的風電機組（WTG）採用典型模型和參數，認為各WTG 動態特性近似相同。通過對風電場線性化模型中的變量做等效變換，將N 台WTG 構成的風電場等效為N 個相互獨立的等效子系統。各等效子系統由一台併網WTG 構成。根據等效子系統線性化狀態空間模型的構建方式，提出一種用於風電場小干擾穩定性檢驗的降階模式計算方法，可有效降低規劃階段風電場模式分析的計算量，且所得結果準確。最後，通過仿真算例，驗證了所提方法的有效性。

二、技術要點

本項目針對風電場規劃中的小干擾穩定性檢驗，提出了一種降階模式計算方法。首先對風電場內所有WTG 採用詳細模型，建立風電場全階線性化模型。然後，考慮在風電場規劃階段，可對所選型號的WTG 採用典型模型和參數；進而通過對風電場線性化模型中的變量作等效變換，將N 台WTG 構成的風電場等效為N 個由一台WTG 構成的等效子系統，並提出一種風電場降階模式計算（Reduced-Order Modal Computation, ROMC）方法。最後，通過仿真算例，驗證了所提方法的有效性。

三、應用場景

風電場

四、應用成效

本項目提出了一種用於風電場小干擾穩定性檢驗的ROMC 法。 1）根據風電場網絡結構和參數，建立了風電場網絡電抗矩陣N X 。在風電場規劃階段，對所有WTG 採用典型模型與參數；通過變量等效變換，將N 台WTG 構成的風電場的線性化模型，等效為N個相互獨立的等效子系統。等效子系統線性化模型可根據一台WTG 的線性化模型和矩陣N X 的特徵值ρi (i =1, 2, 􀀢, N)建立。 2）根據等效子系統線性化狀態空間模型的構建方法，提出ROMC 法。在規劃階段，用ROMC 法檢驗風電場小干擾穩定性，所得結果準確，模式分 析的計算量顯著降低。 3）風電場網絡結構和參數變化，會導致矩陣N X 及其特徵值( 1, 2, , ) iρ i = 􀀢 N 的變化，可能導致風電場小干擾穩定性降低甚至是失穩。 4）文中等效分解的推導是在風電場內各WTG線性化模型相似的條件下展開的，等效分解方法適用於由線性化模型相似的發電單元所構成的系統， 如同型風電場或風電機群以及同型光伏電站，在規劃階段可認為其中設備的線性化模型相似，進而採用該方法對系統進行等效分解；對於發電單元線性化模型差異較大的系統，如多機電力系統，其中發電機容量和參數等差異較大，目前無法採用該方法分析系統動態特性。對於如何將等效分解的方法擴展至多機電力系統，則還有待進一步研究。