基于自适应变异粒子群算法的双馈风电机组等值建模 equivalent model of doubly-fed wind turbine generator systems based on auto mutation particle swarm optimization algorithm.pdfVIP

第 36卷 第 4期 电 力 系 统 自 动 化 VO1．36 NO．4 2Ol2年 2月 25 日 Automation ofElectricPower Systems Feb．25，2012 基于 自适应变异粒子群算法的双馈风电机组等值建模 栗 然 ，唐 凡，刘英培 ，柯拥勤 ，张孝乾 (新能源 电力系统国家重点实验室，华北 电力大学，河北省保定市 071003) 摘要 ：风 电机组等值建模是风 电并网研 究的基础，文 中提 出一种基于 自适应变异粒子群 (AMPSO) 算法的双馈风电机组等值建模方法 。首先依据风力机型号进行机群划分，通过简化双馈风电机组 控制策略 ，建立了双馈风电机组等值模型。根据模型 中各参数对双馈风 电机组运行特性的影响特 点，将其分为暂态参数和稳态参数 ，采用收敛速度快、通用性强的AMPSO算法对稳态参数寻优 ， 采用试测法辨识暂态参数。通过仿真，验证 了所述等值方法精确、简便，适用于大规模风 电场接入 电网的分析计算。 关键词 ：双馈风 电机组 ；参数辨识；暂态参数 ；稳态参数 ；自适应变异粒子群算法；试测法；等值 建模 0 引言 将机组模型与各种控制策略结合起来分析 。 由于尾流效应 、地形 因素和机组老化等原因，双 双馈风 电机组 以小容量脉宽调 制 (PWM)变 流 馈风电机组等值建模应同时考虑机组参数差异和吹 器实现 PQ解耦控制 ，已成为风 电行业 中的主流机 入风速不同这 2个方面的问题 ，并且在 电力 系统分 型ll】。在含风电电力系统分析 中，为缩短仿真时问， 析中风 电场通常作为负荷处理 ，仅关注其有功和无 减小计算量 ，有必要对 风 电机组等值建模 。双馈 风 功功率 ，对转速、磁链等变量可简化分析。鉴于此 ， 电机组等值建模中遇到的问题包括 以下几种。 本文提出了基于 白适应变异粒子群 (AMPSO)算法 1)双馈感应发 电机 (DFIG)是变速恒频风力 发 的双馈风电机组等值方法。 电机 ，转速允许范围达到同步转速的 75 ～125 ， 各机组运行点差异较大 。 1 双馈风 电机组等值建模 2)采用双闭环串级控制_2j，传递函数复杂 ，且有 1．1 风速和风力机等值建模 功和无功功率有多种控制方式 ，不 同控制方式下的 双馈风电机组的风力机功率特性如图 1所示 。 运行特性不 同。 3)参数多 ，除发电机参数 、变流器参数 、控制器 参数外 ，还包括集电系统参数等 。 目前 ，关于风 电机组等值建模 的研究主要是在 传统异步机模 型的基础上进行机群划分或参数辨 识 。机群划分 的标准包括风 电机组的容量 、型号 ， 桨距角动作情况 和尾流 效应 影 响程度 j。文 献[5—6]分别将 K均值聚类算法和支持 向量机理论 应用于风 电机组机群划分 。恰 当地对风电机组分群 可大大降低参数辨识的难度 ，提高等值建模 的精确 图 1 风力机功率特性 Fig．1 Powercharacteristicofwind turbine 性 ，但分群过细又会使等值风 电机组台数较多，等值 模型复杂 。参数辨识 的方法有基于同调等值思