关键词:
广域测量系统
风力发电
光伏发电
闭环辨识
在线辨识
预报误差法
摘要:
大规模新能源并网的同时总是伴随着大量电力电子设备的接入,随着风力、光伏以及其他新能源并网装机总量的快速增长,以同步机为主的传统电力系统开始发生结构上的变革,向着高比例新能源和高比例电力电子设备的“双高”电力系统发展,呈现出电源波动性大、负荷随机性大和运行环境变化快等特征。现阶段,大型互联电网一般采用数字仿真的方式来评估电网运行性能并开展系统规划和设计,因此为了对“双高”电力系统的结构和特征进行准确的描述和分析,必须建立准确的新能源发电系统的数学模型。近年来,广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)在电力系统中的广泛应用使得获取高精度电网实时运行数据成为现实,从而为电力系统元件在线动态建模提供了成熟的条件,为了充分发挥WAMS数据在新能源发电系统建模方面的作用,本文提出了基于WAMS数据的双馈风电机组和光伏发电系统参数在线辨识方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)针对新能源建模及其并网结构问题,首先建立了双馈风电系统机电暂态模型和光伏发电系统机电暂态模型,该组模型既可以表示单台机组的模型,也可以代表风电场或者光伏电场的单台等值机模型。然后,分析了其等效模型并网闭环系统结构特征,包括前向通道扰动和反馈通道扰动对闭环辨识造成的不同影响,以及直接运用开环辨识方法解决闭环辨识问题会得到有偏估计的原因。最后,提出了基于预报误差法的解决闭环辨识问题的方法,并分析了预报误差法的估计一致性。2)针对双馈风力发电机组参数在线辨识问题,提出了一种基于WAMS数据的双馈风电机组参数辨识方法。首先分析了双馈风电机组参数辨识可辨识的条件。然后提出了基于卡尔曼滤波的预报误差参数辨识方法。搭建了基于Matlab/Simulink仿真平台的含双馈风力发电机组的单机无穷大电网模型,对比了预报误差法和方程误差法的辨识结果。最后给出了基于广东阳江电网风电场WAMS实测数据的参数辨识算例,证明了所提方法的有效性和可行性。3)针对光伏发电系统参数在线辨识问题,提出了一种基于WAMS数据的光伏发电系统参数辨识方法。首先分析了光伏发电系统参数辨识可辨识的条件,包括参数唯一可辨识性以及基于L曲线的多项式模型阶次选择。然后提出了基于Box-Jenkins模型的预报误差参数辨识方法。搭建了基于Matlab/Simulink仿真平台的含光伏发电系统的单机无穷大电网模型,对比了BJ模型和ARX模型的辨识结果。最后给出了基于宁夏电网光伏电站WAMS实测数据的参数辨识算例,证明了所提方法的有效性和可行性。