(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210773137.5 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 国网河南省电力公司电力科 学研究 院 地址 450052 河南省郑州市二七区嵩 山南 路85号 申请人 国网河南省电力公司 　 国家电网公司华中分部 (72)发明人 刘明洋　王骅　李程昊　姚德贵　 高泽　李琼林　方舟　潘晓杰　 刘芳冰　邵德军　潘雪晴　张慕婕　 张迪　王建波　陈幸伟　张皓　 曹晓璐　黎量子　石梦璇　 (74)专利代理 机构 郑州知己知识产权代理有限 公司 41132 专利代理师 任海玲(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于集电场阻抗-扰动电压指标的风电 场实用等 值建模方法和装置 (57)摘要 本发明属于风电场技术领域， 具体涉及一种 基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等 值建模方法和装置， 建模方法包括以下步骤： 建 立风电场的节点阻抗矩阵， 计算各风电机组的Z ‑ U指标； 将风电场中的机组先根据Z ‑U指标进行一 次分群， 再依据机组类型进行二次分群， 然后按 照机组初始工况进行三次分群， 得到风电场的机 组分群信息； 将归为一群的机组等值为一台机， 获得多台等值机， 每台等值机发电端到并网点的 变压器、 集电线路也依次等值， 获取等值变压器 阻抗参数、 等值集电线路阻抗参数， 得到风电场 的实用等值模型。 本发明建模方法物理意义明 确， 易于实施， 降低仿真复杂性和仿真时长， 而且 准确度高、 可操作性强， 为优化新能源涉网参数 提供参考。 权利要求书4页 说明书9页 附图1页 CN 115034085 A 2022.09.09 CN 115034085 A 1.一种基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤S1、 建立 风电场的节点阻抗矩阵， 计算各风电机组的Z ‑U指标； 步骤S2、 将风电场中的机组先根据Z ‑U指标进行一次分群， 再依据机组类型进行二次分 群， 然后按照机组初始工况进行三次分群， 得到风电场的机组分群信息； 步骤S3、 将归为一群的机组等值为一台机， 获得多台等值机， 每 台等值机发电端到并网 点的变压器、 集电线路也依次等值， 获取等值变压器阻抗参数、 等值集电线路阻抗参数， 得 到风电场的实用等 值模型。 2.根据权利要求1所述的基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模方法， 其特征在于， 步骤S1所述的风电机组的Z ‑U指标为： ZUj＝Zjs/Zss 其中， ZUj为风电场节点j的阻抗 ‑扰动电压指标， Zjs为风电机组箱式变压器高压侧节点 j至风电场汇流母线节点s间的互阻抗， Zss为风电场汇流母线节点s的自阻抗。 3.根据权利要求1所述的基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模方法， 其特征在于， 步骤S2所述的将风电场中的机组先根据Z ‑U指标进行一次分群， 再依据机组类 型进行二次分群， 然后按照机组初始工况进行三次分群， 得到风电场的机组分群信息， 包 括： 1)一次分群： Z ‑U指标 根据集电场中各机组指标Z ‑U， 依据指标均方差3％～5％， 得到一次分群结果GZ‑U1, GZ‑U2...， 每个机群中包括多台机组， 其中， GZ‑U1为Z‑U指标值相近的第一组机群， GZ‑U2为Z‑U 指标值相近的第二组机群； 2)二次分群： 机组类型 在一次分群结果的基础上， 按照风电机组类型双馈、 直驱进行分群， 得到二 次分群结果 GZU1Ty1,GZU1Ty2,GZU2Ty1,GZU2Ty2…， 其中， GZU1Ty1为Z‑U指标值相近的第一组双馈机群， GZU1Ty2为Z‑ U指标值相近的第一组直驱机群， GZU2Ty1为Z‑U指标值相近的第二组双馈机群， GZU2Ty2为Z‑U指 标值相近的第二组直驱机群； 3)三次分群： 初始工况 在二次分群的基础上， 按机组初 始运行功率P0>0.5Pn或P0≤0.5Pn进行分群， 得到最终分 群结果GZU1Ty1P1,GZU1Ty1P2,GZU1Ty2P1,GZU1Ty2P2,GZU2Ty1P1,GZU2Ty1P12...， 其中， GZU1Ty1P1为Z‑U指标值 相近的第一组双馈机群、 机组初始运行功率P0>0.5Pn， GZU1Ty1P2为Z‑U指标值相近的第一组双 馈机群、 机组初始运行功率P0≤0.5Pn， GZU1Ty2P1为Z‑U指标值相近的第一 组直驱机群、 机组初 始运行功率P0>0.5Pn， GZU1Ty2P2为Z‑U指标值相近的第一 组直驱机群、 机组初始运行功率P0≤ 0.5Pn， GZU2Ty1P1为Z‑U指标值相近的第二组双馈机群、 机组初 始运行功率P0>0.5Pn， GZU2Ty1P2为 Z‑U指标值相近的第二组双馈 机群、 机组初始运行功率P0≤0.5Pn； 取结果中各机组平均功率作为该机群代表运行功率P1,P2...， 各机群的机组数量分别 为:n1,n2…。 4.根据权利要求1所述的基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模方法， 其特征在于， 步骤S3中所述的风电场的实用等 值模型的计算方法， 包括如下步骤： 1)计算等值集电线路和等 值变压器阻抗：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115034085 A 2等值变压器电阻： RTi＝RT/ni 等值变压器电抗： XTi＝XT/ni 等值集电线路电抗： 等值机至汇流线总电抗： Xi∑＝XLi+XTi 其中， RT为单台风机升压变电阻， RTi为第i组等值升压变电阻， XT为单台风机升压变电 抗， XTi为第i组等值升压变电抗， XLi为第i组等值集电线路电抗， ZUi为第i组等值机群的Z ‑U 指标平均值， Xi∑为第i组等 值机到汇流母线的总电抗； 2)计算等值机的运行参数： 等值机有功 功率： 等值机无功 功率： 等值机电压： Vgi＝∑Vgij/ni 等值机至汇流线电压降： dVgi＝∑dVgij/ni 其中， Pei为第i组等值机有功功率， Peij为第i组第j台等值机有功功率， Qei为第i组等值 机无功功率， Qeij为第i组第j台等值机无功功率； Vgi为第i组等值机电压， Vgij为第i组第j台 等值机电压； dVgi为第i组等值机电压降， dVgij为第i组第j台等值机电压降， ni为第i组机群 的机组数量； 3)计算等值机与汇流母线间的功角差和纵向压降： 等值机与汇流母线功角差 δi： 等值机与汇流母线纵向电压降ΔVgi： ΔVgi＝Vgi‑(Vgi‑dVgi)cosδi 其中， δi为第i组等值机与汇流母线的功角差， ΔVgi为第i组等值机与汇流母线的纵向 电压降； 4)计算得到等 值机到汇流母线间的等 值集电线路和等 值变压器的等 值电阻 等值机至汇流母线总电阻Ri∑： Ri∑＝(VgiΔVgi‑QeiXi∑)/Pei 等值机集电线路电阻RLi： RLi＝Ri∑‑RTi 其中， Ri∑为第i组等值机到汇流母线的总电阻， RLi为第i组等值机到汇流母线间的等值 集电线路的电阻。 5.一种基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模装置， 其特征在于， 包 括： 指标计算模块， 用于建立 风电场的节点阻抗矩阵， 计算各风电机组的Z ‑U指标； 分群模块， 根据Z ‑U指标、 机组类型、 机组初始运行功率先后对风电机组进行三次分群； 建模模块， 用于将归为一群的机组等值为一台机， 获得多台等值机， 每 台等值机发电端 到并网点的变压器、 集电线路也依次等值， 获取等值变压器阻抗参数、 等值集电线路阻抗参 数， 得到风电场的实用等 值模型。 6.根据权利要求5所述的基于集电场阻抗 ‑扰动电压指标的风电场实用等值建模装置， 其特征在于， 所述的风电机组的Z ‑U指标为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115034085 A 3