基于故障穿越全过程解析的新能源发电统一等值建模方法研究

基本信息
批准号:51907037
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:晁璞璞
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
可再生能源发电场/群等效建模
结项摘要

A renewable power generation plant can be connected by same or different specifications of renewable power generation machines. In addition to analyze the dynamic behaviors and interactions among different machines during fault ride through (FRT) process, it is more important to develop uniform models of renewable generation machines, when studying the equivalent model of a renewable power plant. Bases on massive field tests conducted on actual machines, dynamic behaviors of doubly-fed induction generator (DFIG) wind turbine, permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine and photovoltaic (PV) power generation units during complete FRT processes are thoroughly analyzed and compared. Through modular modeling methods, DFIG, PMSG and PV based power units can be modularized. Similar modules are unified and different modules are reserved for different operating scenarios and application requirements. And thus, adaptive modeling method for renewable machines can be proposed by automatic coupling and switching among modules. Furthermore, renewable power plants composed by same and different specifications are studied, respectively. Taking into account the nonlinear dissipation of collector networks, the FRT behavior evolution mechanisms of the machines are studied. Then, complex dynamic behavior interactions among the machines in each sub-processes during the FRT can be solved. It is found that three main procedures are needed to equivalent a power plant: clustering of power generation units, aggregating of same group of power generation units and calculating of equivalent parameters. By detailed studying of these three procedures, the key factors affecting the equivalent accuracy are identified and analyzed. According to different application requirements, the equivalent model of renewable power generation plants with different degrees of uniformity is established together with modularized machine models. As a result, a systematic and practical equivalent modeling method of renewable power generation plants is proposed.

新能源场站由同型号或不同型号机组连接而成,进行等值建模研究时,除需研究机组故障穿越行为及相互间的交互作用,还需加强机组模型的统一化研究。项目将依据大量故障穿越测试数据,精细化解析双馈、直驱和光伏发电机组在故障穿越全过程的动态行为,挖掘三类机组故障穿越行为的一致性和差异性及其机理。针对不同运行场景和应用需求,基于模块化建模思路,研究模块间的自适应联结与切换技术,建立新能源发电机组的自适应模型。分别以同型号或不同型号机组组成的新能源场站为研究对象,针对故障穿越的各子过程,研究机组动态行为通过集电网络耗散作用后的演变规律,解析机组间的复杂动态交互作用及其机理。从机组分群、同群机组的聚合表征和等值参数计算三个方面,全面解析影响新能源场站等值精度的关键因素。针对不同应用需求,结合模块化的机组自适应模型,建立不同统一化程度的新能源场站等值模型,形成系统化、实用化的新能源场站自适应解析等值建模方法。

项目摘要

新能源场站由同型号或不同型号机组连接而成,进行等值建模研究时,除需研究机组故障穿越行为及相互间的交互作用,还需加强机组模型的统一化研究。.项目依据大量故障穿越测试数据,精细化解析出了双馈、直驱和光伏发电机组在故障穿越全过程的动态行为,总结出了三类机组故障穿越全过程的通用响应特性曲线,挖掘出了三类机组故障穿越行为的一致性和差异性及其机理。针对不同运行场景和应用需求,基于模块化建模思路,研究模块间的自适应联结与切换技术,提出新能源发电机组的自适应建模方法,建立了全电磁、简化电磁、全阶机电及简化机电等不同详细程度的模型,并采用实际机组的测试数据,验证了提出的新能源发电机组通用建模方法对不同类型不同型号机组的适用性。.在此基础上,项目分别以同型号或不同型号机组组成的新能源场站为研究对象,针对故障穿越的各子过程,研究了机组动态行为通过集电网络耗散作用后的演变规律,解析出了机组间的复杂动态交互作用及其机理。从机组分群、同群机组的聚合表征和等值参数计算三个方面,全面解析影响新能源场站等值精度的关键因素。进一步,推导出了同型号及不同型号机群的综合动态行为解析式,并提出了基于该解析式的等值机动态行为校正方法,结合模块化的机组自适应模型,提出了使用于不同应用需求、具有不同统一化程度的新能源场站等值模型构建方法。该方法对于由不同型号不同类型新能源机组组成的复杂场站,形成了具有不同等值机台数及模型阶数的不同详细程度聚合等值模型,最终形成了系统化、实用化的新能源场站自适应解析等值建模方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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