风电场电磁暂态等值改进方法：FSIG风机分群与参数聚合

风电接入对电力系统的继电保护产生了显著影响，尤其是在大规模鼠笼式风电场的电磁暂态过程中。本文主要探讨了鼠笼式定速感应发电机（FSIG）风电场的电磁暂态等值问题，针对风能资源丰富的西北局部地区，风电场规模庞大且远离负荷中心，这使得详细电磁暂态仿真模型的构建和仿真变得复杂且耗时。 文章首先指出，传统的风电场等值模型如单台风机表征的稳态潮流模型或故障后转速作为分群指标的机电暂态模型，对于电磁暂态过程的研究并不充分。为了克服这些问题，作者提出了一种创新的多机等值方案，目标是提高模型的精度，特别是在电磁暂态分析中的应用。 核心部分，作者采用了故障初始时刻的标幺值功率作为分群指标，运用K-means聚类算法对风电场内的FSIG风机进行分类。这种方法考虑了风电场内不同型号风机的特性，确保了等值后的模型能够准确反映实际运行状态。通过基于风机容量加权的参数聚合技术，计算出等值风电机组的转子运动方程参数、阻抗参数以及箱式变压器参数，这些参数是继电保护和控制系统设计的关键依据。 在PSCAD/EMTDC软件平台上，作者进行了详细的模型验证，结果显示，在相同的故障条件下，风电场等值模型能够有效地模拟详细模型的故障电流响应，证明了提出的等值方案在处理电磁暂态问题上的有效性。这不仅有助于电力系统的稳定运行，也为继电保护和控制装置的设计提供了更为精确的依据。 本文的工作填补了风电场电磁暂态等值研究的空白，为风电大规模接入电力系统时的继电保护策略提供了有力支持，对提升风电场在电力系统中的整体性能具有重要意义。