CN106991229B - 一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法 - Google Patents
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Abstract
一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,首先采用改进Ford‑Fulkerson标号算法对复杂拓扑结构进行划分,然后基于功率损耗递推叠加法依次完成干线式和放射式接线机组的集电参数,变压器参数,风电机组静态及动态参数等值计算,经过多次网络循环化简,最终等值为单机模型经等值升压变压器和等值集电线路接入并网点。本发明重点解决了风电场等值建模网络拓扑复杂、等值模型精度低的问题,减小稳态及动态仿真的功率误差,可以解决绝大多数风电场复杂拓扑的集电参数等值问题。
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域,特别涉及一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法。
背景技术
大规模风电场的随机性及难可控性对电网安全稳定运行产生较大影响,为了深入研究电网运行特性,建立合理的风电场模型成为首要任务。对于大型风电场而言,考虑到机组非线性特性,详细建模易出现潮流及稳定计算不收敛和维数灾问题。随着风电装机容量不断增大,拓扑结构日益复杂,系统稳定性受到风电场模型的影响,因此对单机等值模型的精度提出更高要求。考虑到发电机的非线性特性,若对风电机组的详细建模,进行稳定计算时易出现不收敛和维数灾问题。为避免大型风电场详细建模带来的计算问题,一般将风电场内风机等值为单台或多台风机,降低模型状态变量数目,其等值目标为保持等值前后系统损耗一致,风电场对外输出动态特性不变。
目前,为解决风电场等值建模精度问题,而提出的等值建模方法主要考虑风电场风速差异、风机控制模型,但是在风电场电磁暂态分析时,发现电缆线路参数对动态特性的影响显著,而对集电参数精细化建模的研究较少,难以解决当前大型风电场逐渐扩大的复杂拓扑结构带来的单机等值建模精度低的问题。参考文献“风电场同调动态等值研究”(电网技术,2015,39(3):621-627)提出多机动态等值方法,准确地反映风电场风速差异对功率动态特性的影响。参考文献“双馈机组风电场动态等效模型研究”(电力系统自动化,2010,34(17):72-77)提出双馈风机的三机表征动态等值建模,按照等值前后电压加权平均等值电缆线路,考虑电缆等值模型的有功偏差明显小于不考虑电缆等值模型。参考文献“适用于低电压穿越仿真的风电场内集电线路等值方法”(电力系统自动化,2016,40(8):51-56)以二机并联模型为基础,保持稳态时有功损耗一致,故障时无功功率一致,建立适用于低电压穿越的恒定阻抗等值变换,对于其他运行状况的适应性较差。
发明内容
考虑到大型风电场拓扑结构的复杂度及系统功率损耗的重要性,解决风电场等值建模精度低的问题,从而减小稳态及动态仿真误差,本发明提出了一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法。
本发明具体采用以下技术方案:
一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于:
首先采用改进Ford-Fulkerson标号算法对复杂拓扑结构进行划分,然后依次完成干线式和放射式接线机组的集电参数,变压器参数,风电机组静态及动态参数等值计算,经过多次网络循环化简,最终等值为单机模型。
针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将风电场网络拓扑视为无环、无重边的简单图,记为G=(V,E),其中V代表节点集,E代表支路集,忽略风电机组和升压变压器之间接线,以节点参数表示所接风电机组参数,设整个风电场的网络拓扑节点数为n,节点表示为ui,节点功率矩阵P为1×n阶矩阵,zij为连接节点ui、uj的支路阻抗值,i,j为1-n之间的整数,邻接矩阵A=(aij)n×n定义为
上式中,(ui,uj)表示邻接矩阵中元素aij所对应的节点ui与uj的连接方式,(ui,uj)∈E表示两节点在网络拓扑中构成支路,反之,表示节点不相连,不能构成支路。
(2)初始化风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别干线式接线机组并标号,完成标号干线式接线机组区域参数等值,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型;其中,所述干线式接线机组是以电缆线路依次相邻连接的风电机组;
所述干线式接线机组区域参数等值包括集电参数即风电场内部网络连接电缆线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数;
(3)更新干线式接线机组等值后的风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别放射式接线机组并标号,完成标号后的放射式接线机组区域参数等值,将每组放射式接线机组参数等值为单台机组模型;其中,所述放射式接线机组是指经电缆线路后功率输出点接于同一节点的风电机组;
所述放射式接线机组区域参数等值包括集电参数即指风电场内部网络连接线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数;
(4)更新放射式接线机组等值后的风电场网络拓扑,若更新后的网络拓扑总节点数大于2,则转至步骤(2),直到实现最终将风电场多台机组简化为单机模型,仅剩一个等值节点与并网点相接。
在步骤(2)中,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别干线式接线机组并标号,具体包括以下步骤:
2.1当前网络拓扑的邻接矩阵和节点功率矩阵为A、P,对邻接矩阵A进行节点支路连接情况识别,筛选当前网络的端节点集Up0,即除并网点以外,有且仅与一条支路相接的所有节点的集合;
2.2将每个端节点up∈Up0作为每组干线式有序节点集Utrunk(up)的第一个元素,依次寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,并将相接节点列入干线式有序节点集Utrunk(up)尾端,判断该相接节点所连接的节点数λ,若λ=2,则继续寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,若λ>2,则转步骤2.3;
2.3所得的每个干线式有序节点集Utrunk(up)用来表征网络中可等值的以干线式接线的机组节点以及连接方式,求得各干线式有序节点集的相应节点功率集Ptrunk。定义先驱点Z(Utrunk(up))=u,z即干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点。
2.4完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接电缆线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型。转步骤(3)。
在步骤2.4中,完成标号干线式接线机组区域参数等值,其中集电参数等值采用基于功率递推叠加方法:
将m+1台干线式接线机组进行集电参数等值的递推计算公式为
上式中S'表示变压器高压侧输出功率;Z表示风电机组经过的电缆线路阻抗,下标(m)、(m+1)表示m、m+1台机等值为单台机后参数。
步骤(3)中,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别放射式接线机组并标号,具体包括以下步骤:
3.1更新干线式接线机组等值后的节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中步骤(2)所得干线式有序节点集Utrunk(up)中节点元素,保留有序集合Utrunk(up)的尾端节点及先驱点,将先驱点对应元素P(uz)更新为该干线式接线机组区域的等值机组功率Peq1,删除此时的邻接矩阵A中与先驱点相接的唯一支路阻抗值更新为该干线式接线机组区域的等值集电参数Zeq1;其中,所述先驱点是指干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点;
3.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由邻接矩阵A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤3.3;若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型;
3.3遍历所有端节点的相接节点,将相接节点相同的端节点划分为一组,假设该组的相接节点为ucon,定义放射式节点集Uradial={ui|ui∈Up0或ui=ucon,且(ui,ucon)≠∞}表示经电缆线路后功率输出点接于同一相接节点的放射式节点组信息,求得该放射式节点集的相应节点功率集为Pradial。
3.4完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接电缆线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型。转步骤(4)。
步骤(4)具体包括以下步骤:
4.1依据每一个放射式节点集依次更新节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中该放射式节点集Uradial中除ucon外的对应元素,增加与ucon相接的一个节点ur,节点功率矩阵中对应该节点的元素值P(ur)更新为该放射式接线机组区域的等值机组功率Peq2,在邻接矩阵中将连接节点ur与ucon的支路阻抗值更新为该放射式接线机组区域的等值集电参数Zeq2;
4.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤(2);若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型。
本发明的有益效果在于:
本发明所提出的一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,保证风电场等值模型的稳态及动态运行特性一致,具有精度高、方便灵活等特点。首先通过改进Ford-Fulkerson标号算法对复杂拓扑结构进行逐级划分,将整个风电场划分为干线式和放射式接线的叠加等值,然后在保证电场功率损耗一致的前提下,基于功率递推叠加方法推导不同接线形式的m台机组等值过程,最后通过仿真验证本方法的适用性和有效性。该方法能够解决复杂网络拓扑的等值化简问题,提高等值建模精度,准确评估系统功率损耗和电压损耗,针对复杂拓扑的风电场等值建模方法不仅仅适用于风电场的等值建模过程,对大规模光伏电厂以及水电站的等值建模也同样适用。
附图说明
图1是49.5MW风电场仿真模型;
图2是干线式接线m+1台机组等值前网络结构;
图3是干线式接线m+1台机组等值后网络结构;
图4是风电场单机等值模型;
图5是故障下风电场线路有功功率动态响应曲线;
图6是本发明提出的一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
本发明提出一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,并能够解决风电场等值建模网络拓扑复杂、等值模型精度低的问题。等值建模方法流程图如图6所示。
图1是33台双馈风电机组的49.5MW风电场仿真模型。风电场内网络接线主要采用电缆线路,充电电容很大。此风电场由A、B两组风机组成,每组分别有18和13台风机,通过并网点接入无穷大系统。本发明所述方法具体步骤如下:
步骤1:定义风电场网络拓扑为无环、无重边的简单图。
风电场网络拓扑为无环、无重边的简单图,记为G=(V,E),其中V代表节点集,E代表支路集,忽略风电机组和升压变压器之间接线,以节点参数表示所接风电机组参数,即节点集与机组集为同一概念,如图1中节点WINDA1表示风电机组WINDA1所接升压变压器高压侧输出点,将风电机组与相接变压器模型简化为一个节点WINDA1。设整个风电场的网络拓扑节点数为为n,节点表示为ui,节点功率矩阵P为1×n阶矩阵,参数为各节点注入功率,即该节点所接风电机组输出功率,zij为连接节点ui、uj的支路阻抗值,i,j为1-n之间的整数,邻接矩阵A=(aij)n×n定义为
上式中,(ui,uj)表示邻接矩阵中元素aij所对应的节点ui与uj的连接方式,(ui,uj)∈E表示两节点在网络拓扑中构成支路,反之,表示节点不相连,不能构成支路。
步骤2:初始化风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别干线式接线机组并标号,即以电缆线路依次相邻连接的风电机组,如图1中A组18台风电机组连接方式所示。然后完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接电缆线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型,如图1中将虚线框区域的A组18台机和B组15台机分别等值为1台机组接等值变压器和电缆线路模型。在本实施中,步骤2具体优选以下方案:
2.1当前网络拓扑的邻接矩阵和节点功率矩阵为A、P,对邻接矩阵A进行节点支路连接情况识别,筛选当前网络的端节点集Up0,即除并网点以外,有且仅有一条支路相接的所有节点的集合,如图1中的端节点集为{WINDA 18、WINDB 15}。特别说明本发明的节点与风电机组为同一概念,包括接入该节点的风电机组以及升压变压器。
2.2定义干线式有序节点集Utrunk(up)为该节点集中相邻节点按照顺序依次经过电缆线路首尾相接组成干线式接线形式。初始化需将每个端节点up∈Up0作为每组干线式有序节点集Utrunk(up)的第一个元素,如图1所示两组干线式有序节点集初始化为Utrunk(WINDA18)={WINDA18}、Utrunk(WINDB15)={WINDB15}。依次寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,并将相接节点列入干线式有序节点集Utrunk(up)尾端,判断该相接节点所连接的节点数λ,若λ=2,则继续寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,若λ>2,则转步骤2.3。如图1所示,最终可得干线式有序节点集为
Utrunk(WINDA18)={WINDA18,WINDA17…WINDA1,并网点}
Utrunk(WINDB15)={WINDB15,WINDB14…WINDB1,并网点}。
2.3所得的每个干线式有序节点集Utrunk(up)用来表征网络中可等值的以干线式接线的机组节点以及连接方式,求得各干线式有序节点集的相应节点功率集Ptrunk。定义先驱点Z(Utrunk(up))=uz,即干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点,如图1中Z(Utrunk(WINDA18))=WINDA1。
2.4由每组Utrunk(up)和当前网络的邻接矩阵A可得干线式接线机组节点之间电缆线路阻抗值,完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接电缆线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型。求得等值集电参数即电缆线路阻抗为Zeq1,等值机组功率为Peq1,同时完成变压器参数,风电机组参数等值,转步骤3;
集电参数等值采用基于功率递推叠加方法,其计算过程如下:
图2表示前m台等值风电机组高压侧输出端接节点2,以干线式形式与第m+1台风电机组相接,总功率通过第m+1台风机相应电缆线路阻抗Zm+1输出至节点1,将图2模型等值为图3中单台风机通过等值阻抗Z(m+1)接入节点1,输出功率为S(m+1),等值要求保证等值前后节点1的输出功率S(m+1)不变。
等值前:
等值后:
可得等值模型集电参数值为:
由于ΔSZ(m)<<(S′(m)+Sm+1'),上式简化为:
式(2)-(5)中Si表示风机出力,下标i表示风电机组编号;ΔS表示功率损耗,下标YT、ZT、Z、YΔ分别表示变压器Γ形等效电路中绕组损耗、变压器励磁支路损耗、电缆线路阻抗损耗、电缆线路电容损耗;Z表示电缆线路阻抗;S'表示变压器高压侧输出功率;U表示风电场系统电压值。下标(m)、(m+1)表示m、m+1台机等值为单台机后参数。
电缆线路接地电容、变压器参数以及风电机组静态参数等值采用倍乘等值。
P为风电机组输出功率,Tg为发电机转动惯量,Ks为轴系刚性系数,Tt为风轮机及叶片转动惯量,下标(m)代表m台风机聚合后相关参数值,上述各参数量均采用有名值。对于风电场内部风电机组参数不一致的情况,需要按照容量加权的方法进行计算。
步骤3:更新干线式接线机组等值后的风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别放射式接线机组并标号,即机组经电缆线路后功率输出点接于同一节点,如图1中A组与B组等值机均接入并网点的接线方式。然后完成标号后的放射式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组放射式接线机组参数等值为单台机组模型。
在本实施中,步骤3具体优选以下方案:
3.1更新干线式接线机组等值后的节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中步骤2所得干线式有序节点集Utrunk(up)中节点元素,保留有序集合Utrunk(up)的尾端节点及先驱点,将先驱点对应元素更新为P(uz)=Peq1,删除此时的邻接矩阵A中与先驱点uz相接的唯一支路阻抗值更新为Zeq1。其中,所述先驱点是指干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点。如图1中删除矩阵A、P中与节点WINDA18,WINDA17…INDA2、WINDB15,WINDB14…WINDB2相关元素,更新节点功率矩阵中P(WINDA1)=Peq1-A,P(WINDB1)=Peq1-B,更新删除节点后的邻接矩阵的元素A(WINDA1,并网点)=Zeq1-A,A(WINDB1,并网点)=Zeq1-B,其中Peq1-A、Peq1-B、Zeq1-A、Zeq1-B分别表示由有序节点集Utrunk(WINDA18)、Utrunk(WINDB15)等值过程中所得机组等值功率及等值电缆线路阻抗值。
3.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由邻接矩阵A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤3.3;若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型。
3.3遍历所有端节点的相接节点,将相接节点相同的端节点划分为一组,假设该组的相接节点为ucon,定义放射式节点集Uradial={ui|ui∈Up0或ui=ucon,且(ui,ucon)≠∞}表示经电缆线路后功率输出点接于同一相接节点的放射式节点组信息,求得该放射式节点集的相应节点功率集为Pradial。
3.4由每组Uradial和当前网络的邻接矩阵A可得放射式接线机组节点之间电缆线路阻抗值,完成标号放射式接线机组区域参数等值,包括集电参数(指风电场内部网络连接电缆线路参数)、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型。求得等值集电参数即电缆线路阻抗为Zeq2,等值机组功率为Peq2,同时参照步骤2完成变压器参数和风电机组参数等值,转至步骤4。
如图1所示风电场模型,经干线式接线网络化简,将A组和B组风电机组均等值为一台机组,保留节点名为WINDA1、WINDB1,在步骤2.3中得相接节点ucon=并网点,放射式节点集Uradial={WINDA1,WINDB1,并网点}。
放射式接线机组的集电参数等值计算,由线路损耗量一致原则得:
上式表示放射式接线的m台风电机组等值阻抗计算公式,其中Zi、Si为第i台机组所接电缆阻抗和机组输出功率。
上式中Pi表示第i台风电机组的输出功率。
步骤4:更新放射式接线机组等值后的风电场网络拓扑,若更新后的网络拓扑总节点数大于2,则转至步骤2,直到实现最终将风电场多台机组简化为单机模型,仅剩一个等值节点与并网点相接。
在本实施中,步骤4具体优选以下方案:
4.1依据每一个放射式节点集依次更新节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中该放射式节点集Uradial中除ucon外的对应元素,增加与ucon相接的一个节点ur,节点功率矩阵中对应该节点的元素值更新为P(ur)=Peq2,在邻接矩阵中将连接节点ur与ucon的支路阻抗值更新为该放射式接线机组区域的等值集电参数Zeq2。如图1中,删除节点WINDA1、WINDB1所对应元素,增加节点ur与并网点相连,更新节点功率矩阵P(ur)=Peq2,邻接矩阵A中a(ur,并网点)=a(并网点,ur)=Zeq2,其中Peq2、Zeq2是依据步骤2.4计算的等值参数值,从而将图1风电场模型简化为输出功率Peq2的单台风电机组经等值变压器接入节点ur,通过电缆线路Zeq2接入并网点的单机模型,如图4所示。
4.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤2;若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型。
采用上述等值建模方法建立33台机49.5MW风电场单机等值模型,如图4所示,通过BPA程序仿真分析,对比详细模型与等值模型的稳态及动态效果,其中风机出力不同时稳态运行数据如下表所示;设置并网点处三相短路故障,0.3s后故障恢复,详细模型与等值模型的并网点有功功率波动曲线如图5所示。
仿真表明,本发明建立的等值模型在稳态运行下,准确等值风电场的功率损耗,线路功率对外动态响应特性与详细模型基本保持一致,证明该等值建模方法具有良好的适用性和有效性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将风电场网络拓扑视为无环、无重边的简单图,记为G=(V,E),其中V代表节点集,E代表支路集,忽略风电机组和升压变压器之间接线,以节点参数表示所接风电机组参数,设整个风电场的网络拓扑节点数为n,节点表示为ui,节点功率矩阵P为1×n阶矩阵,zij为连接节点ui、uj的支路阻抗值,i,j为1-n之间的整数,邻接矩阵A=(aij)n×n定义为
上式中,(ui,uj)表示邻接矩阵中元素aij所对应的节点ui与uj的连接方式,(ui,uj)∈E表示两节点在网络拓扑中构成支路,反之,表示节点不相连,不能构成支路;
(2)初始化风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别干线式接线机组并标号,完成标号干线式接线机组区域参数等值,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型;其中,所述干线式接线机组是以电缆线路依次相邻连接的风电机组;
所述干线式接线机组区域参数等值包括集电参数即风电场内部网络连接电缆线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数;
(3)更新干线式接线机组等值后的风电场网络拓扑,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别放射式接线机组并标号,完成标号后的放射式接线机组区域参数等值,将每组放射式接线机组参数等值为单台机组模型;其中,所述放射式接线机组是指经电缆线路后功率输出点接于同一节点的风电机组;
所述放射式接线机组区域参数等值包括集电参数即指风电场内部网络连接线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数;
(4)更新放射式接线机组等值后的风电场网络拓扑,若更新后的网络拓扑总节点数大于2,则转至步骤(2),直到实现最终将风电场多台机组简化为单机模型,仅剩一个等值节点与并网点相接。
2.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于:
在步骤(2)中,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别干线式接线机组并标号,具体包括以下步骤:
2.1当前网络拓扑的邻接矩阵和节点功率矩阵为A、P,对邻接矩阵A进行节点支路连接情况识别,筛选当前网络的端节点集Up0,即除并网点以外,有且仅与一条支路相接的所有节点的集合;
2.2将每个端节点up∈Up0作为每组干线式有序节点集Utrunk(up)的第一个元素,依次寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,并将相接节点列入干线式有序节点集Utrunk(up)尾端,判断该相接节点所连接的节点数λ,若λ=2,则继续寻找Utrunk(up)集合尾端节点的相接节点,若λ>2,则转步骤2.3;
2.3所得的每个干线式有序节点集Utrunk(up)用来表征网络中可等值的以干线式接线的机组节点以及连接方式,求得各干线式有序节点集的相应节点功率集Ptrunk;定义先驱点Z(Utrunk(up))=uz,即干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点;
2.4完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数即风电场内部网络连接电缆线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型;转步骤(3)。
4.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于:
步骤(3)中,采用改进Ford-Fulkerson标号算法识别放射式接线机组并标号,具体包括以下步骤:
3.1更新干线式接线机组等值后的节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中步骤(2)所得干线式有序节点集Utrunk(up)中节点元素,保留有序集合Utrunk(up)的尾端节点及先驱点,将先驱点对应元素P(uz)更新为该干线式接线机组区域的等值机组功率Peq1,删除此时的邻接矩阵A中与先驱点相接的唯一支路阻抗值更新为该干线式接线机组区域的等值集电参数Zeq1;其中,所述先驱点是指干线式有序节点集Utrunk(up)按顺序排的倒数第二个节点;
3.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由邻接矩阵A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤3.3;若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型;
3.3遍历所有端节点的相接节点,将相接节点相同的端节点划分为一组,假设该组的相接节点为ucon,定义放射式节点集Uradial={ui|ui∈Up0或ui=ucon,且(ui,ucon)≠∞}表示经电缆线路后功率输出点接于同一相接节点的放射式节点组信息,求得该放射式节点集的相应节点功率集为Pradial;
3.4完成标号干线式接线机组区域参数等值,包括集电参数即风电场内部网络连接电缆线路参数、变压器参数和风电机组静态及动态参数,将每组干线式接线机组参数等值为单台机组模型;转步骤(4)。
5.根据权利要求4所述的针对复杂拓扑的风电场等值建模方法,其特征在于:
步骤(4)具体包括以下步骤:
4.1依据每一个放射式节点集依次更新节点功率矩阵P及邻接矩阵A:删除矩阵A、P中该放射式节点集Uradial中除ucon外的对应元素,增加与ucon相接的一个节点ur,节点功率矩阵中对应该节点的元素值P(ur)更新为该放射式接线机组区域的等值机组功率Peq2,在邻接矩阵中将连接节点ur与ucon的支路阻抗值更新为该放射式接线机组区域的等值集电参数Zeq2;
4.2判断当前网络拓扑邻接矩阵A的维度,若div(A)>2,则由A筛选端节点集Up0进行更新,转步骤(2);若div(A)=2,则表示当前网络拓扑为最终的单机等值模型。
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