CN108964122B - 一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置,先确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值,然后确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值,最后验证风电机组电气模型的频率响应特性。本发明不仅能够解决现有技术中电网等效模型无法精准模拟电网频率扰动特性以及未考虑风资源的波动性造成无法准确模拟风电机组功率响应特性的问题,且能够对风电机组电气仿真模型进行闭环仿真,另外有助于提高风电机组电气仿真模型的准确性和仿真特性,有助于风电并网规划设计和电网安全稳定运行,降低了电力系统安全隐患,提高了经济性,具有较强的通用性。

Description

一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,具体涉及一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置。
背景技术
含风电的电力系统频率扰动仿真研究要求风电机组的电气仿真模型能够准确模拟实际风电机组的频率响应特性。依据错误仿真结果的电力系统调控决策会导致系统扰动、设备损坏甚至大面积电网事故。因此在实施风电并网仿真分析之前,应验证风电机组电气仿真模型频率响应特性的准确度。
为了验证风电机组电气仿真模型频率响应特性的准确度,现有技术是在仿真软件平台中建立外部电网的等效模型,通过投切发电机或用电负荷来模拟电网的频率扰动,然后将风电机组响应特性的仿真结果与现场测试结果进行对比。因为电网等效模型无法精准模拟电网频率的扰动特性,并且在验证风电机组电气仿真模型的频率响应特性时无法排除电网频率扰动仿真模型误差的影响,所以难以合理界定仿真结果与实测结果误差的来源,导致上述在电气模型验证的应用中存在一定的局限性。为了避免上述问题,现有技术采取将风电机组电气仿真模型的频率控制环节开环,并将频率测试信号接入风电机组控制环节中电网频率输入端,然后将风电机组电气仿真模型的开环仿真输出结果与现场测试结果进行对比,但是该方法依赖于特定的电力系统仿真软件,并且需要具备修改风电机组电气模型结构和控制环节的条件,通用性较差。而且开环方法只适用于电气模型控制策略和控制精度的验证,因为缺少与电网的交互,无法验证模型仿真的可收敛性、控制稳定性、仿真平台兼容性等。且上述两种方法也未充分考虑风资源的波动性对风电机组功率的影响,会进一步影响误差界定的准确性。综上所示,现有技术存在误差界定不准确和特性验证不全面的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中误差界定不准确和特性验证不全面的不足,本发明提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法和装置,先根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;然后根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;最后根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,误差界定准确,且风电机组电气模型频率响应特性验证全面。
为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:
一方面,本发明提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,包括:
根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性。
所述风电机组仿真模型通过电力系统仿真软件预先构建,其包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型。
所述根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值,包括:
根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角;
将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
所述电网电压相角按下式计算:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
所述误差特征值包括响应误差和时间误差;
所述响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
所述时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的响应误差,包括:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的时间误差,包括:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
所述根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,包括:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则,风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
另一方面,本发明还提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,包括:
第一确定模块,用于根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
第二确定模块,用于根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
验证模块,用于根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性。
所述装置还包括建模模块,所述建模模块用于通过电力系统仿真软件预先构建风电机组仿真模型;
所述风电机组仿真模型包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型。
所述第一确定模块包括:
计算单元,用于根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角;
仿真单元,用于将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
所述计算单元按下式计算电网电压相角:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
所述误差特征值包括响应误差和时间误差;
所述响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
所述时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
所述第二确定模块包括响应误差确定单元,所述响应误差确定单元具体用于:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
所述第二确定模块包括时间误差确定单元,所述时间误差确定单元具体用于:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
所述验证模块具体用于:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则,风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
本发明提供的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法中,先根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;然后根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;最后根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,误差界定准确,且风电机组电气模型频率响应特性验证全面;
本发明提供的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置包括第一确定模块、第二确定模块和验证模块,第一确定模块,用于根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;第二确定模块,用于根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;验证模块,用于根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,误差界定准确,且风电机组电气模型频率响应特性验证全面;
本发明提供的技术方案基于电网电压频率实测值和风速实测值,不仅能够解决现有技术中电网等效模型无法精准模拟电网频率扰动特性的问题,还能够解决现有技术中未考虑风资源的波动性造成无法准确模拟风电机组功率响应特性的问题,且能够交流电压源模型和风电机组变压器模型对风电机组电气模型进行闭环仿真,避免了修改仿真模型的结构和控制环节;
本发明提供的技术方案有助于提高风电机组电气仿真模型的准确性和仿真特性,有助于风电并网规划设计和电网安全稳定运行,降低了电力系统安全隐患,提高了经济性;
本发明提供的技术方案清晰且验证结果准确,满足工程应用要求,且不依赖于电力系统仿真软件和风电机组电气模型的类型和构成,具有较强的通用性;
本发明提供的技术方案可以应用于实际工程中多扰动源的特性验证,也可以应用于风电场等值模型的验证,在风电并网仿真技术领域有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中风电机组电气模型频率响应特性的验证方法流程图;
图2是本发明实施例中现场测量信号点示意图;
图3是本发明实施例中风电机组仿真模型结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,具体流程图如图1所示,具体过程如下:
S101:根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
S102:根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
S103:根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性。
上述S101的根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值之前,通过测量装置采集电网电压频率实测值、风电机组的有功功率实测值、风电机组的无功功率实测值和风电机组的风速实测值,现场测量信号点示意图如图2所示。
上述S101中的风电机组仿真模型包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型,通过本领域技术人员公知的电力系统仿真软件(比如PowerFactory等)预先以图形化形式构建交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型,将风电机组变压器模型通过高压侧母线与交流电压源模型连接,并通过低压侧母线与风电机组电气模型连接;如图3所示,图3中,pWTsim表示风电机组的有功功率仿真值,qWTsim表示风电机组的无功功率仿真值,φmea表示电网电压相角。
上述S101中,根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值,具体过程如下:
根据电网电压频率实测值计算电网电压相角;
然后将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过电力系统仿真软件对交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
上述电网电压相角按下式计算:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
上述S102中的误差特征值包括响应误差和时间误差;
响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
于是,根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的响应误差,具体过程如下:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的时间误差,具体过程如下:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
上述S103中,根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,具体过程分为以下三种情况:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则(即除上述两种情况以外的情况下),风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供一种风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,包括第一确定模块、第二确定模块和验证模块,下面对上述模块的具体功能进行详细介绍:
其中的第一确定模块,用于根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
其中的第二确定模块,用于根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
其中的验证模块,用于根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性。
本发明实施例提供的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置还包括建模模块,建模模块用于通过电力系统仿真软件预先构建风电机组仿真模型;
风电机组仿真模型包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型;
风电机组变压器模型通过高压侧母线与交流电压源模型连接,并通过低压侧母线与风电机组电气模型连接。
第一确定模块包括:
计算单元,用于根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角;
仿真单元,用于将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
所述计算单元按下式计算电网电压相角:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
误差特征值包括响应误差和时间误差;
响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
第二确定模块包括响应误差确定单元,响应误差确定单元具体用于:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
第二确定模块包括时间误差确定单元,时间误差确定单元具体用于:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
上述的验证模块根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,具体过程分为以下三种情况:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则(即除上述两种情况以外的情况下),风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
为了描述的方便,以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,包括:
根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性;
所述风电机组仿真模型通过电力系统仿真软件预先构建,其包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型;
所述根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值,包括:
根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角;
将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
2.根据权利要求1所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,所述电网电压相角按下式计算:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
3.根据权利要求1所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,所述误差特征值包括响应误差和时间误差;
所述响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
所述时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
4.根据权利要求3所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的响应误差,包括:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
5.根据权利要求3所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的时间误差,包括:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
6.根据权利要求3-5任一所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证方法,其特征在于,所述根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性,包括:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则,风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
7.一种风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于根据电网电压频率实测值、风电机组的风速实测值和预先构建的风电机组仿真模型确定风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值;
第二确定模块,用于根据风电机组的有功功率仿真值和实测值以及无功功率仿真值和实测值,确定风电机组的有功功率和无功功率的误差特征值;
验证模块,用于根据误差特征值验证风电机组电气模型的频率响应特性;
所述装置还包括建模模块,所述建模模块用于通过电力系统仿真软件预先构建风电机组仿真模型;
所述风电机组仿真模型包括交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型;
所述第一确定模块包括:
计算单元,用于根据所述电网电压频率实测值计算电网电压相角;
仿真单元,用于将电网电压相角输入交流电压源模型,并将风电机组的风速实测值输入风电机组电气模型,通过交流电压源模型、风电机组变压器模型和风电机组电气模型进行闭环仿真,得到风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值。
8.根据权利要求7所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,所述计算单元按下式计算电网电压相角:
φmea=2πfmea0
其中,φmea表示电网电压相角,fmea表示电网电压频率实测值,φ0表示电网电压初始相角。
9.根据权利要求7所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,所述误差特征值包括响应误差和时间误差;
所述响应误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差;
所述时间误差包括风电机组有功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差,以及风电机组无功功率仿真值和实测值之间的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
10.根据权利要求9所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,所述第二确定模块包括响应误差确定单元,所述响应误差确定单元具体用于:
在预设时段内,将风电机组的有功功率仿真值和无功功率仿真值分别与相同时刻风电机组的有功功率实测值和无功功率实测值做差,得到风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值;
根据风电机组的有功功率误差值和无功功率误差值,确定风电机组的有功功率和无功功率的最大误差、最大绝对误差、平均误差和平均绝对误差。
11.根据权利要求9所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,所述第二确定模块包括时间误差确定单元,所述时间误差确定单元具体用于:
将风电机组的有功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组有功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差;
将风电机组的无功功率仿真值和实测值对应的响应时间、上升时间、稳定时间做差,得到风电机组无功功率的响应时间误差、上升时间误差和稳定时间误差。
12.根据权利要求9-11任一所述的风电机组电气模型频率响应特性的验证装置,其特征在于,所述验证模块具体用于:
若误差特征值中的响应误差和时间误差均满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性准确;
若误差特征值中仅有响应误差满足各自的设定范围,风电机组电气模型的频率响应特性基本准确;
否则,风电机组电气模型的频率响应特性不准确。
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