CN117039891B - 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法 - Google Patents

基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117039891B
CN117039891B CN202311287408.7A CN202311287408A CN117039891B CN 117039891 B CN117039891 B CN 117039891B CN 202311287408 A CN202311287408 A CN 202311287408A CN 117039891 B CN117039891 B CN 117039891B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind turbine
turbine generator
current
reactive power
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311287408.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117039891A (zh
Inventor
沐润志
张瑀明
何廷一
王一妃
王登
文亚南
吴桂鸿
安松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd
Original Assignee
Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd filed Critical Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd
Priority to CN202311287408.7A priority Critical patent/CN117039891B/zh
Publication of CN117039891A publication Critical patent/CN117039891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117039891B publication Critical patent/CN117039891B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/147—Discrete orthonormal transforms, e.g. discrete cosine transform, discrete sine transform, and variations therefrom, e.g. modified discrete cosine transform, integer transforms approximating the discrete cosine transform
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，涉及电力系统自动化技术领域，该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法通过读取风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据，利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值；基于标准的无功功率、无功电流数据，进行风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流与标准的无功功率、无功电流的余弦相似度计算，从而判断风电机组Crowbar是否动作。该方法可有效解决人工判断风电机组Crowbar电路是否动作，过程复杂，准确性低问题，有助于风电机组暂态模型参数辨识。

Description

基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法
技术领域
本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法。
背景技术
随着新能源的大规模并网，为满足电网含风电的稳定性分析，对风电机组的暂态建模工作也随之开展。新能源场站应提供可用于电力系统仿真计算的、涵盖场站内机组及控制系统等环节的模型及参数，确保新能源设备并网性能满足要求、提升仿真计算准确度，确保大规模、高比例新能源接入后电网安全稳定运行。
风电机组的Crowbar电路的动作情况，不仅能表征风电机组的输出功率和故障程度，显著影响所接入电力系统的稳定性；同时GB 38755-2019《电力系统安全稳定导则》、GB/T 19963.1-2021《风电场接入电力系统技术规定（第一部分：陆上风电）》、NB/T 31053-2021《风电机组电气仿真模型验证规程》等标准均要求开展风电场的暂态建模，即机电暂态建模和电磁暂态建模，暂态模型中的Crowbar电路是否动作需开展辨识。目前风电机组Crowbar电路是否动作主要通过人工依据低电压穿越期间的无功功率、无功电流波形，或者Crowbar电路动作信号判断。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，为开展风电机组的机电暂态建模和开展风电机组的电磁暂态建模奠定基础，可以自动快速辨识风电机组Crowbar动作，易于推广应用。
本发明采用的技术方案为：
基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，包括以下步骤：
步骤1，读取风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据；
步骤2，将风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值；
步骤3，选择合适数据时窗，基于步骤2中计算得到基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值，截取相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据；
步骤4，选择合适数据时窗的同时，读取标准的无功功率、无功电流数据；
步骤5，基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率有效值数据与标准的无功功率数据对比，形成风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、y两个向量；
基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功电流数据与标准的无功电流数据对比，形成风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量；
同时对风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对x、y两个向量和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对x、y两个向量进行余弦相似度计算，分别得到风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值，以及风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值；
步骤6，通过风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值判断风电机组Crowbar是否动作。
进一步的，步骤2中，风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据的傅里叶系数分解具体分为：以a相电压u a和a相电流i a的计算等式为例：首先计算一个基波周期内基波分量的傅里叶系数：式中：f 1为基波频率；为a相电压基波余弦分量；/>为a相电压基波正弦分量；/>为a相电流基波余弦分量；/>为a相电流基波正弦分量；/>为a相电压；T为基波周期；t为时间变量；利用下式计算基波正序分量的电压及电流矢量分量：/>式中：/>为基波电压正序的余弦分量；/>为基波电压正序的正弦分量；/>为基波电流正序的余弦分量；/>为基波电流正序的正弦分量；/>、/>分别为b相、c相电压基波余弦分量；/>、/>为b相、c相电压基波正弦分量；/>、/>、/>分别为a相、b相、c相电流基波余弦分量；/>、/>、/>为a相、b相、c相电流基波正弦分量；基波正序分量的线电压有效值/>为：/>则基波正序分量的无功功率为：/>基波正序分量的无功电流有效值/>为：/>b相和c相电压的计算方法与a相的计算方法相同；b相和c相的电流计算方法与a相的计算方法相同。
进一步的，步骤3中，选择合适数据时窗为：风电机组低电压穿越的无功功率、无功电流在穿越点位前100ms和穿越点位后200ms之间的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据。
进一步的，步骤5中，形成的风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、 y两个向量和形成的风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量能够分别用序列和序列/>，以及序列/>和序列/>进行表示；序列中，/>为风电机组低电压穿越无功功率向量，/>为标准无功功率向量，/>为风电机组低电压穿越无功电流向量，/>为标准无功电流向量，序列中的x 1、x 2、x 3、x n 为风电机组低电压穿越无功功率数值，/>序列中的x 1、x 2、x 3、x n 为风电机组低电压穿越无功电流数值，/>序列中的y 1、y 2、y 3、y n 为标准无功功率数值，/>序列中的y 1、y 2、y 3、y n 为标准无功电流数值；将风电机组低电压穿越无功功率和标准无功功率比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值；
将风电机组低电压穿越无功电流和标准无功电流比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值；余弦相似度计算公式为：式中，cos(x,y)为向量x和y的余弦相似度，其值越大，表示两向量间的夹角越小，两向量越相似；x i为向量x的第i个数据；y i为向量y的第i个数据；式中，/>，/>；n为采样点数；/>为向量x序列数值的平均值；/>为向量y序列数值的平均值。
进一步的，步骤7中，风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值均大于0.9，则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar未动作，否则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar动作。
本发明的有益效果是：（1）该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法不依赖人工辨识风电机组低电压穿越期间Crowbar是否动作，可自动快速辨识Crowbar是否动作，有助于风电机组暂态模型参数辨识。
（2）该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法利用余弦相似度算法原理的风电机组低电压穿越期间Crowbar动作辨识方法可以准确辨识Crowbar动作，不受电压跌落深度、负荷大小、故障类型等影响。
（3）该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法仅需300ms数据窗，便可自动快速辨识出Crowbar动作。
（4）该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法采用余弦相似度通过测量相互独立的离散信号的余弦值来考察其极性，其结果不受无功功率、无功电流的幅值影响，仅与数据的变化趋势有关，采用余弦相似度具有实现简单、准确性高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1是本发明动作辨识方法的流程图；
图2为本发明标准基波正序分量的无功电流有效值图；
图3为本发明标准基波正序分量的无功功率图；
图4为本发明A风电机组的基波正序分量的无功功率图；
图5为本发明A风电机组的基波正序分量的无功电流有效值图；
图6为本发明B风电机组的基波正序分量的无功功率图；
图7为本发明B风电机组的基波正序分量的无功电流有效值图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对目前风电机组Crowbar电路是否动作主要通过人工依据低电压穿越期间的无功功率、无功电路波形，或者风电机组Crowbar电路动作信号进行判断问题，本实施例提供一种基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法不依赖人工辨识，可自动快速辨识Crowbar是否动作，助于风电机组暂态模型参数辨识，为开展风电机组的机电暂态建模和开展风电机组的电磁暂态建模奠定基础。
具体的，如图1所示，该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法按照以下步骤进行：
步骤1，首先读取风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据。
步骤2，将风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值。计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值配合风电机组运行时间能够形成坐标系，如图2和图3中的坐标系所示，其中横坐标为风电机组运行时间，图2中纵坐标为基波正序分量的无功电流有效值，图3中纵坐标为基波正序分量的无功功率有效值。
风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据的傅里叶系数分解具体分为：以a相电压u a和a相电流i a的计算等式为例：首先计算一个基波周期内基波分量的傅里叶系数式中：f 1为基波频率；/>为a相电压基波余弦分量；/>为a相电压基波正弦分量；/>为a相电流基波余弦分量；/>为a相电流基波正弦分量；/>为a相电压；/>为a相电流；T为基波周期；t为时间变量；利用下式计算基波正序分量的电压及电流矢量分量：/>式中：为基波电压正序的余弦分量；/>为基波电压正序的正弦分量；/>为基波电流正序的余弦分量；/>为基波电流正序的正弦分量；/>、/>分别为b相、c相电压基波余弦分量；/>、/>为b相、c相电压基波正弦分量；/>、/>、/>分别为a相、b相、c相电流基波余弦分量；/>、/>、/>为a相、b相、c相电流基波正弦分量。
基波正序分量的线电压有效值为：/>则基波正序分量的无功功率为：/>基波正序分量的无功电流有效值为：/>b相和c相电压的计算方法与a相的计算方法相同；b相和c相的电流计算方法与a相的计算方法相同。
步骤3，选择合适数据时窗，基于步骤2中计算得到基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值，截取相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据。
本实施例中，选择合适数据时窗是通过风电机组穿越测试点的时间点进行选择的，如图2所示，以标准基波正序分量的无功功率图为例，风电机组穿越测试点为100ms，因此截取实际风电机组的基波正序分量的无功功率在穿越点位前100ms和穿越点位后200ms的数据，即0-300ms数据窗。同理截取实际风电机组的基波正序分量的无功电流在变化前100ms和变化后200ms的数据。
步骤4，选择合适数据时窗的同时，读取标准的无功电流数据如图2所示，读取标准的无功功率数据如图3所示。
步骤5，将基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率有效值数据与标准的无功功率数据对比，形成风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、y两个向量；
形成的风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、y两个向量能够分别用序列和序列/>进行表示；序列中，/>为风电机组低电压穿越无功功率向量，/>为标准无功功率向量，/>序列中的x 1、x 2、x 3、x n 为风电机组低电压穿越无功功率数值，/>序列中的y 1、y 2、y 3、y n 为标准无功功率数值；将风电机组低电压穿越无功功率和标准数据无功功率比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值；余弦相似度计算公式：/>式中，cos(x,y)为向量x和y的余弦相似度，其值越大，表示两向量间的夹角越小，两向量越相似；x i为向量x的第i个数据；y i为向量y的第i个数据；式中，/>，/>；n为采样点数；/>为向量x序列数值的平均值；/>为向量y序列数值的平均值。
同理，基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功电流有效值数据与标准的无功电流数据对比，形成风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量；形成的风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量能够分别用序列和序列/>进行表示；序列中，/>为风电机组低电压穿越无功电流向量，/>为标准无功电流向量，/>序列中的x 1、x 2、x 3、x n 为风电机组低电压穿越无功电流数值，/>序列中的y 1、y 2、y 3、y n 为标准无功电流数值；将风电机组低电压穿越无功电流和标准数据无功电流比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值。
步骤6，通过风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值判断风电机组Crowbar是否动作。具体的，当风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值均大于0.9，则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar未动作，否则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar动作。
综上所述，该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法不依赖人工辨识，可自动快速辨识Crowbar是否动作；利用余弦相似度算法原理的风电机组低电压穿越期间Crowbar动作辨识方法可以准确辨识Crowbar动作；不受电压跌落深度、负荷大小、故障类型等影响，且仅需300ms数据窗。
进一步的，为了验证该基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法的准确性，进行了以下实际验证：实际验证1：读取A风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据，利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值；选择合适数据时窗，截取相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据，如图4和图5所示；同时读取标准的无功功率、无功电流数据，如图2和图3所示；分别得到A风电机组低电压穿越测试的无功功率和标准的无功功率的x、y两个向量，A风电机组低电压穿越测试的无功电流有效值和标准的无功电流的x、y两个向量；对无功功率的x、y两个向量进行余弦相似度计算，余弦相似度cos(x,y)值为0.96，对无功电流的x、y两个向量进行余弦相似度计算，余弦相似度cos(x,y)值为0.94；无功功率的cos(x,y)值和无功电流的cos(x,y)值均大于0.9，即输出风电机组低电压穿越期间Crowbar未动作。
实际验证2：读取B风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据，利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值；选择合适数据时窗，截取相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据，如图6和图7所示；同时读取标准的无功功率、无功电流数据，如图2和图3所示，分别得到A风电机组低电压穿越测试的无功功率和标准的无功功率的x、y两个向量，A风电机组低电压穿越测试的无功电流有效值和标准的无功电流的x、y两个向量；对无功功率的x、y两个向量进行余弦相似度计算，余弦相似度cos(x,y)值为0.66，对无功电流的x、y两个向量进行余弦相似度计算，余弦相似度cos(x,y)值为0.58；无功功率的cos(x,y)值和无功电流的cos(x,y)值均小于0.9，即输出风电机组低电压穿越期间Crowbar动作。
由于实际验证1和实际验证2中x、y两个向量均为1×1920的矩阵，其篇幅过大，无法清晰展现出来，因此本实施例中未示出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，读取风电机组低电压穿越测试点电压、电流瞬时数据；
步骤2，将风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据利用傅里叶系数计算基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值；
步骤3，选择合适数据时窗，基于步骤2中计算得到基波正序分量的无功功率、基波正序分量的无功电流有效值，截取相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据；
步骤4，选择合适数据时窗的同时，读取标准的无功功率、无功电流数据；
步骤5，基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功功率有效值数据与标准的无功功率数据对比，形成风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、y两个向量；
基于相应时段内的风电机组低电压穿越测试的无功电流有效值数据与标准的无功电流数据对比，形成风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量；
同时对风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对x、y两个向量和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对x、y两个向量进行余弦相似度计算，分别得到风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x，y)值，以及风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x，y)值；
步骤6，通过风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x，y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x，y)值判断风电机组Crowbar是否动作；
进一步的，步骤5中形成的风电机组低电穿越无功功率与标准无功功率比对的x、y两个向量和形成的风电机组低电穿越无功电流与标准无功电流比对的x、y两个向量能够分别用序列x无功功率＝[x1，x2，x3，…，xn]和序列y无功功率＝[y1，y2，y3，…，yn]，以及序列x无功电流＝[x1，x2，x3，…，xn]和序列y无功电流＝[y1，y2，y3，…，yn]进行表示；
序列中，x无功功率为风电机组低电压穿越无功功率向量，y无功功率为标准无功功率向量，x无功电流为风电机组低电压穿越无功电流向量，y无功电流为标准无功电流向量，x无功功率序列中的x1、x2、x3…xn为风电机组低电压穿越无功功率数值，x无功电流序列中的x1、x2、x3…xn为风电机组低电压穿越无功电流数值，y无功功率序列中的y1、y2、y3…yn为标准无功功率数值，y无功电流序列中的y1、y2、y3…yn为标准无功电流数值；
将风电机组低电压穿越无功功率和标准无功功率比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值；
将风电机组低电压穿越无功电流和标准无功电流比对的序列代入余弦相似度计算公式得到电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值；
余弦相似度计算公式为：
式中，cos(x,y)为向量x和y的余弦相似度，其值越大，表示两向量间的夹角越小，两向量越相似；xi为向量x的第i个数据；yi为向量y的第i个数据；式中，n为采样点数；/>为向量x序列数值的平均值；/>为向量y序列数值的平均值。
2.根据权利要求1所述的基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，其特征在于：
步骤2中，风电机组低电压穿越测试点的电压、电流瞬时数据的傅里叶系数分解具体分为：
以a相电压ua和a相电流ia的计算等式为例：
首先计算一个基波周期内基波分量的傅里叶系数：
式中：f1为基波频率；ua,cos为a相电压基波余弦分量；ua,sin为a相电压基波正弦分量；ia,cos为a相电流基波余弦分量；ia,sin为a相电流基波正弦分量；ua为a相电压；ia为a相电流；T为基波周期；t为时间变量；
利用下式计算基波正序分量的电压及电流矢量分量：
式中：u1+,cos为基波电压正序的余弦分量；u1+,sin为基波电压正序的正弦分量；i1+,cos为基波电流正序的余弦分量；i1+,sin为基波电流正序的正弦分量；ub,cos、uc,cos分别为b相、c相电压基波余弦分量；ub,sin、uc,sin为b相、c相电压基波正弦分量；ia,cos、ib,cos、ic,cos分别为a相、b相、c相电流基波余弦分量；ia,sin、ib,sin、ic,sin为a相、b相、c相电流基波正弦分量；
基波正序分量的线电压有效值U1+为：
则基波正序分量的无功功率Q1+为：
基波正序分量的无功电流有效值IQ1+为：
b相和c相的电压计算方法与a相的计算方法相同；
b相和c相的电流计算方法与a相的计算方法相同。
3.根据权利要求1所述的基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，其特征在于：
步骤3中，选择合适数据时窗为：风电机组低电压穿越的无功功率、无功电流在穿越点位前100ms和穿越点位后200ms之间的风电机组低电压穿越测试的无功功率、无功电流有效值数据。
4.根据权利要求1所述的基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法，其特征在于：
步骤6中，风电机组低电穿越的无功功率与标准无功功率比对的cos(x,y)值和风电机组低电穿越的无功电流与标准无功电流比对的cos(x,y)值均大于0.9，则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar未动作，否则输出风电机组低电压穿越期间风电机组Crowbar动作。
CN202311287408.7A 2023-10-08 2023-10-08 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法 Active CN117039891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311287408.7A CN117039891B (zh) 2023-10-08 2023-10-08 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311287408.7A CN117039891B (zh) 2023-10-08 2023-10-08 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117039891A CN117039891A (zh) 2023-11-10
CN117039891B true CN117039891B (zh) 2024-02-20

Family

ID=88641457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311287408.7A Active CN117039891B (zh) 2023-10-08 2023-10-08 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117039891B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101689825A (zh) * 2007-04-13 2010-03-31 再生动力系统股份公司 在电网过电压情况下风能设备的工作方法
CN102684217A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 北京能高自动化技术有限公司 基于定子电压突升的双馈风力发电机组低电压穿越技术研究方法
CN103560524A (zh) * 2013-11-18 2014-02-05 国家电网公司 基于dvr的双馈异步风力发电机组低电压穿越系统及方法
CN203574375U (zh) * 2013-11-18 2014-04-30 国家电网公司 基于dvr的双馈异步风力发电机组低电压穿越装置
CN103972924A (zh) * 2014-04-16 2014-08-06 国网上海市电力公司 不平衡电网电压下永磁直驱风电系统低电压穿越控制方法
CN105004959A (zh) * 2015-04-09 2015-10-28 南京南瑞集团公司 适应于稳定控制装置的风电场送出线路相间故障判断方法
CN105356498A (zh) * 2015-10-23 2016-02-24 中国电力科学研究院 一种风电机组低电压穿越仿真模型验证系统和方法
CN107425539A (zh) * 2017-06-26 2017-12-01 重庆大学 电网不对称故障下双馈风电机组的增强低电压穿越控制方法
CN107732969A (zh) * 2017-11-10 2018-02-23 重庆大学 考虑低电压穿越全过程的双馈风电机组短路电流计算方法
CN110021961A (zh) * 2019-04-29 2019-07-16 武汉大学 一种含风电场电力系统在线同调识别方法
CN113702831A (zh) * 2021-09-24 2021-11-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种电力设备保护装置测试系统及测试方法
CN115036970A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 国网经济技术研究院有限公司 直驱风机的二倍频功率波动抑制方法、系统、设备和介质
CN115800378A (zh) * 2022-12-19 2023-03-14 重庆大学 一种改善双馈风电机组并网点电能质量的不对称故障穿越控制方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101689825A (zh) * 2007-04-13 2010-03-31 再生动力系统股份公司 在电网过电压情况下风能设备的工作方法
CN102684217A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 北京能高自动化技术有限公司 基于定子电压突升的双馈风力发电机组低电压穿越技术研究方法
CN103560524A (zh) * 2013-11-18 2014-02-05 国家电网公司 基于dvr的双馈异步风力发电机组低电压穿越系统及方法
CN203574375U (zh) * 2013-11-18 2014-04-30 国家电网公司 基于dvr的双馈异步风力发电机组低电压穿越装置
CN103972924A (zh) * 2014-04-16 2014-08-06 国网上海市电力公司 不平衡电网电压下永磁直驱风电系统低电压穿越控制方法
CN105004959A (zh) * 2015-04-09 2015-10-28 南京南瑞集团公司 适应于稳定控制装置的风电场送出线路相间故障判断方法
CN105356498A (zh) * 2015-10-23 2016-02-24 中国电力科学研究院 一种风电机组低电压穿越仿真模型验证系统和方法
CN107425539A (zh) * 2017-06-26 2017-12-01 重庆大学 电网不对称故障下双馈风电机组的增强低电压穿越控制方法
CN107732969A (zh) * 2017-11-10 2018-02-23 重庆大学 考虑低电压穿越全过程的双馈风电机组短路电流计算方法
CN110021961A (zh) * 2019-04-29 2019-07-16 武汉大学 一种含风电场电力系统在线同调识别方法
CN113702831A (zh) * 2021-09-24 2021-11-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种电力设备保护装置测试系统及测试方法
CN115036970A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 国网经济技术研究院有限公司 直驱风机的二倍频功率波动抑制方法、系统、设备和介质
CN115800378A (zh) * 2022-12-19 2023-03-14 重庆大学 一种改善双馈风电机组并网点电能质量的不对称故障穿越控制方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
全功率变流器风电机组低电压穿越控制策略研究;罗文广;张志学;盛建科;孙璐;;大功率变流技术(第03期);48-54 *
双馈风力发电机低电压穿越工况下无速度传感器控制;佘岳;盛建科;张少云;徐凤星;;大功率变流技术(第02期);41-46 *
基于电流轨迹相似度的双馈风电机群电磁暂态同调分群方法;欧阳金鑫;刁艳波;郑迪;肖超;熊小伏;;中国电机工程学报(第10期);2896-2904 *
输电线路雷击点与闪络点不一致的辨识与定位;马仪;黄然;申元;周仿荣;;云南电力技术(第02期);126-132 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117039891A (zh) 2023-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Katić et al. Smart detection of voltage dips using voltage harmonics footprint
CN112068064B (zh) 一种扣除背景影响量的运行三相电压互感器误差计算方法
CN110954763B (zh) 一种基于谐波电流注入和谐波阻抗测量的微电网非破坏性孤岛检测方法
CN112510688B (zh) 基于相位校正李雅普诺夫指数的暂态电压稳定监测方法
Xue et al. A novel method for screening the PMU phase angle difference data based on hyperplane clustering
CN111289796A (zh) 一种高比例可再生能源电力系统次同步振荡的检测方法
CN112018784B (zh) 一种基于同步相量测量数据的次同步谐振溯源方法
CN113162002B (zh) 一种计及宽频测量环节的直流行波保护方法及系统
CN107797017B (zh) 一种电力变压器带电检测损耗特征参数的方法
Lin et al. Synchrophasor-based Online State Estimated in Large-scale Power Grid
CN117039891B (zh) 基于余弦相似度的风电机组Crowbar动作辨识方法
Yin et al. Identification of control parameters of the permanent magnetic synchronous generator using least square method
CN117458443A (zh) 一种新能源装备低电压穿越期间暂态稳定量化方法及系统
CN105701265A (zh) 一种双馈风电机组建模方法及装置
CN109490729B (zh) 一种基于电压衰减过程变区域积分的剩磁评估方法及系统
Zhuangzhuang et al. Phasor Measurement Unit Measurement Data Processing Method Applied to a Two-Stage Identification Algorithm for Load Model Parameters
CN113315100A (zh) 一种基于卷积神经网络的微电网保护方法与系统
CN109407543B (zh) 一种风电机组电气模型电压响应特性的验证方法和装置
Liu et al. Voltage sag source location based on comprehensive criterion and neural network method
Zhang et al. Parameter identification of hvdc transmission system model based on intelligent optimization algorithm
Li et al. A MEMD-MMFE-based discrimination technique to identify magnetizing current of interconnecting transformer of wind farm
Ketabipour et al. Modeling of Extremely Short-Time Power Variations of Wound Rotor Induction Machines Wind Farms for Flicker Studies
Li et al. PMUs performance testing and evaluation in China
CN114142477B (zh) 基于电压区段延拓的三相零电压穿越无功电流计算方法及系统
Rasmussen et al. Implementation of a simplified state estimator for wind turbine monitoring on an embedded system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant