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基于解析优化的大规模双馈风电机群电磁暂态等值建模
Electromagnetic Transient Equivalent Modeling of Large-Scale DFIG Wind Farms Based on Analytical Optimization
| 作者 | 郭端格 · 施星宇 · 曹一家 · 王炜宇 · 李勇 · 唐欣 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年15月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 15 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 风电机群 电磁暂态等值建模 双馈感应机群 单机聚合方法 多时间尺度动态 |
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开展风电机群电磁暂态仿真有助于分析系统故障或弱阻尼下的多时间尺度动态特性。单机聚合方法虽提升效率，但存在参数辨识耗时、模型精细度不足及动态表征能力弱等问题。本文提出一种基于解析优化的等值建模方法，以风机内部模块为单位构建灰箱模型，结合方程参数/结构约束与运行数据，采用稀疏松弛正则化与近端梯度算法求解。在不同规模与参数配置下对比传统方法，并在高压直流送出的海上风电场进行大、小干扰验证。算例表明，该方法计算高效、样本需求少，等值模型能准确反映多时间尺度动态，且在参数与结构变化下具有更优的等值稳定性。
开展风电机群电磁暂态仿真将有助于分析系统故障或弱阻尼场景下的多时间尺度动态特征.单机聚合方法能够提高仿真效率而在大规模风电机群分析中被广泛采用,但传统方法存在参数辨识计算时间长,模型构建内部精细程度不足,多时间尺度动态表征性能欠佳的问题.该文提出一种基于解析优化的大规模双馈感应机群电磁暂态等值建模方法,该方法以风机内部模块为单位,关联方程参数/结构约束和运行数据构建风电机群灰箱等值模型,并通过稀疏松弛正则化与近端梯度算法解析求解;在考虑不同风机规模与参数配置的场景下对比该文方法与传统的单机聚合方法,且在经高压直流输电送出的海上风电场进行大/小干扰验证.算例表明,所提方法计算复杂度低,训练样本少,构建的等值模型能够准确反映原系统多时间尺度动态,且在机群参数、结构变化的情况下,等值精度相比传统方法具有更好的稳定性.
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SunView 深度解读
该研究的等值建模方法对阳光电源的风电变流器和储能变流器产品线具有重要参考价值。特别是在大规模风储联合项目中,可应用于ST系列储能变流器的电磁暂态建模,优化其在弱电网条件下的动态响应性能。该方法的高效计算和多时间尺度动态表征特性,有助于提升PowerTitan储能系统的控制策略设计。解析优化思路也可用于改进SG系列逆变器的GFM/GFL控制算法,增强产品在复杂电网环境下的适应性。此外,该建模方法对iSolarCloud平台的系统仿真与故障诊断功能也有重要启发。