例的风电场谐波叠加的相位评估方法：
[0044] 对测量到的风电场历史数据在给定的测量周期内进行FFT输出得到一个复数I= Xh+jYh，对复数进行计算得到相应的η次谐波相位。对于很小幅值的谐波，相应的相角对整 个风电场系统的影响也相对较小，所以在计算相角时按式（1-2)来求得其加权相角平均值 Θh，主要统计较大幅值和长时间作用的该次谐波的相角值。
[0046] 式中：Θh表示第h次谐波的加权相角平均值
[0047] 对风电场内各台机组的测量数据计算在FFT下的各次谐波的瞬时分量，对所得数 据进行统计，并根据下式（1-3)评估相应的相位角的一致性。计算结果越接近于1，说明第 η次谐波的相位角一致性就越高，该风电场相位相应的叠加效应就越强。
[0049] 由于在计算风电场各次谐波的相角本身存在一个较大的误差，所以在计算谐波相 位角时精度不是很高，于是参考风能评估的风玫瑰图提出一种与风速、风向评估相类似的 扇区评估法，图2以30度为一个扇区做出相应的5次谐波的评估图，并给出了相应的分布 曲线，同时可以直观判断5次谐波的分布状况。
[0050] 从图2的扇区分布图可以看出，全部360度被分成了各个较小的扇区（例如2度 或者10度），当各个谐波次数的相角整合到一个分区时，这个区域电流谐波会因为这个区 域的谐波电流的相位叠加而被增加。这个区域的各个相角的总谐波的电流幅值可根据下式 计算。
[0052] 注：α表示在0-360度之间每个特定的相角范围，t表示测量采样窗口，200ms为 一个米样窗口；η表不在整个测试周期内被米样的窗口。
[0053] 对在公式1-5计算下得到每个特定的区域α相应的值后，对区域总和，也就是电 流总和可以根据下式计算求得
[0055] 注：β--当扇区为2度时，对应的β为1到180的范围
[0056] 在这个α区域的精确相角可由下式1-6所得
[0057]
[0058] 〈蒙特卡洛法模拟算法〉
[0059] 图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的蒙特卡洛法模拟法的一个具体示 例的流程图。
[0060] 如图3所示，在一个具体示例中，第四步骤S4中的蒙特卡洛法可以包括下述步 骤：
[0061] 获取单台机组各次谐波电流幅值和相角的特性以及风电场相角分布的历史数 据；
[0062] 根据风电场规模生成随机数；
[0063] 将随机数变成随机现实；
[0064] 对经过的输电线路和变压器所引起的各次谐波的幅值和相角的变化进行计算；
[0065] 按统计实验模型进行计算；
[0066] 对计算所得结果进行处理，并随后判断是否停止计算，如果停止计算则输出结果， 如果不停止计算则回到根据风电场规模生成随机数的步骤，从而重复后续步骤。例如，如图 3所示，可以使得计数次数递增（N=Ν+1)，并且根据递增后的计数次数决定是否停止计算。
[0067] 此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语"第一"、"第 二"、"第三"等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个 组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0068] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以 限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等 同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围 内。
【主权项】
1. 一种风电场谐波预测评估方法，其特征在于包括： 第一步骤：对即将建立的风电场内单台风电机组建立数学模型，并利用数学模型得到 单台机组在相应地区历史风速下的输出各次谐波电流的总体分布状况，利用最小二乘法拟 合获得其相应的概率密度函数；同时对已有的风电场谐波电流相位的历史数据进行统计， 得到各次谐波相位的总体分布区间或者各次谐波相位的离散程度，由此建立相位的随机性 模型；而且，根据随机性模型模拟风电场内各机组的谐波电流幅值和相位状况； 第二步骤：根据风电场拓扑结构图及输电线路和变压器谐波模型，计算各条输电线路 及其变压器所带来的谐波电流的幅值和相角变化值，得到各台机组所带来的各次谐波电流 汇入主变前的幅值和相角； 第三步骤：汇入主变的各次谐波电流，由下式计算h次谐波电流，并评估基于扇区分布 下的谐波相角叠加；其中：N为风机台数；Xjh为第j台风机h次谐波矢量值的实部；Y jh为第j台风机h次 谐波矢量值的虚部； 第四步骤：通过蒙特卡洛法多次模拟风电场运行状况，得到风电场谐波叠加效益概率 密度函数；并且利用风电场谐波叠加效益概率密度函数预测出主变侧谐波电流在极限状况 的概率以及风电场主变侧谐波电流幅值的均值状况。2. 根据权利要求1所述的风电场谐波预测评估方法，其特征在于，第三步骤中评估基 于扇区分布下的谐波相角叠加包括： 对测量到的风电场历史数据在给定的测量周期内进行FFT输出得到一个复数I = \+jYh，对复数进行计算得到相应的η次谐波相位；在计算相角时按下式来求得其加权相角 平均值9 h:其中Θ h表示第h次谐波的加权相角平均值； 对风电场内各台机组的测量数据计算在FFT下的各次谐波的瞬时分量，对所得数据进 行统计，并根据下式评估相应的相位角的一致性；根据下式计算α所表示的相角范围内的各个相角的总谐波的电流幅值：α表示在0-360度之间每个特定的相角范围，t表示测量采样窗口，200ms为一个采样 窗口；η表不在整个测试周期内被米样的窗口。 根据下式计算求得α所表示的相角范围的电流总和：其中，当扇区为2度时，对应的β为1到180的范围； 由下式计算α所表示的相角范围的精确相角：3.根据权利要求1或2所述的风电场谐波预测评估方法，其特征在于，第四步骤中的蒙 特卡洛法包括：获取单台机组各次谐波电流幅值和相角的特性以及风电场相角分布的历史 数据；根据风电场规模生成随机数；将随机数变成随机现实；对经过的输电线路和变压器 所引起的各次谐波的幅值和相角的变化进行计算；按统计实验模型进行计算；对计算所得 结果进行处理，并随后判断是否停止计算，如果停止计算则输出结果，如果不停止计算则回 到根据风电场规模生成随机数的步骤，从而重复后续步骤。
【专利摘要】本发明提供了一种风电场谐波预测评估方法。对即将建立的风电场内单台风电机组建立数学模型，并利用数学模型得到单台机组在相应地区历史风速下的输出各次谐波电流的总体分布状况，利用最小二乘法拟合获得其相应的概率密度函数；对已有的风电场谐波电流相位的历史数据进行统计，得到各次谐波相位的总体分布区间或者各次谐波相位的离散程度，由此建立相位的随机性模型；根据随机性模型模拟风电场内各机组的谐波电流幅值和相位状况。根据风电场拓扑结构图及输电线路和变压器谐波模型，计算各条输电线路及其变压器所带来的谐波电流的幅值和相角变化值，得到各台机组所带来的各次谐波电流汇入主变前的幅值和相角。评估基于扇区分布下的谐波相角叠加。
【IPC分类】H02J3/01, H02J3/00
【公开号】CN105356462
【申请号】CN201510882196
【发明人】王嘉毅, 张延迟, 徐祥平, 高海凌, 王袤野, 冯琳清, 赵晨
【申请人】上海电机学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月3日