TELKOM NIKA , Vol.13, No .2, June 20 15 , pp. 391 ~ 4 0 0   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v13i2.993        391     Re cei v ed  No vem ber 1 2 , 2014; Re vi sed  March 8, 201 5; Acce pted  March 25, 20 15   Flicker Measur e ment and Grey Disaster Prediction of  Grid-Connected Wind Turbines      Zhanqian g Zhang 1 , Keqil a o Meng 2 , Li Zhang 3   Coll eg e of Information En gi ne erin g, Inner Mo ngo lia U n ivers i t y  of T e chnolo g y , H ohh ot 010 080,   Inner Mon g o lia  Autonomo u Regi on, Ch in a   e-mail: dz xzz q @16 3 .com 1 , mengk e0 0@a l i y un.com 2 , 540 2 161 07@ qq.co m 3       A b st r a ct  Grid-con necte d oper ation of l a rge-sc ale w i n d  tu rbin es (W Ts) w ill have an  impact on p o w e r qua lity   of electric  power system s. Th erefore, on the basis  of  analy z ing the International  Electrot echnical standar d   IEC 6140 0-2 1 , w e  describe d  the meas ure m e n t, evaluati on  meth od of the flicker of  W T s a nd pro pose d  th e   meth od  of gr e y  disast er pr ed iction.Active  p o w e r, reac tive power,  flicker coefficien t and flicker s e verit y  of  the W T w e re tested on the  actual w i nd far m  accor d i ng to  IEC 61400- 21  standard. W e  beli e ve d that the   flicker sev e rity  w a s a d i sast er, so us ed th e grey  dis a ste r  pred ictio n  to  pred ict the  o ccurrenc e ti me  of  excessiv e  flick e r.Analys is of  t he test data   of flicker w a necess a ry, w h ich co uld  det e r mi ne th e U p p e disaster thres h old of the flick e r. T he disaster  seque nce w a s ma de up  of the excess ive fl icker val ues. T h e   date s equ enc e  w a s extracte d fro m  the  dis a ster se que nc e. Establ ishi ng  GM (1,1)  mo del f o r the  da te   sequ enc e w a s to pred ict   the  future dis a ste r  date se qu en ce.T he exp e ri me ntal r e sults  show ed th at the   relativ e  accur a cy of the dis a ster pre d ictio n   mode l r eac he d 9 4 .87%, w h ich  w a s suitabl e fo r long-t e rm fl ic ker  disaster pr edict ion.     Ke y w ords :  W i nd T u rbi nes, F licker, IEC 614 00-2 1 , Grey Disaster Predicti on, GM (1,1)      1. Introduc tion  As a  kind  of rene wa ble e n e rgy, wi nd p o we r is  on of the impo rtant alternative ene rgy   sou r ces of th e fossil fuel.  Becau s e  wi n d  po we r is random  an d u n stabl e. With  grid -conn ect ed  operation  of large - scale WT s,  pow er  fluctuation of  WTs  will b r i ng neg ative effects to po wer  quality; flicker is one of the main influen ce [1]-[3].    The pu rp ose  of this pa rt of  IEC 6140 0 [4 ] is  to provide  a uniform m e thodol ogy which  will  ensure  co nsi s ten c y and  a c cura cy in th e pre s e n tatio n , testing a n d  asse ssmen t  of powe r  q u ality  cha r a c teri stics of grid -con necte d WT s.  The po wer  quality cha r a c teri stics he re inclu de wi nd  turbine  spe c i f ication s , voltage quality (emission s   of flicker an d harmo nics), voltage drop  respon se, p o w er  co ntrol,  grid p r ote c tio n  and recon nectio n  time. The re se arch focu s was to   measure, asse ss an d pre d ict t he flicker of grid-co nne cted WT s under conti nuou s ope rat i on.  Acco rdi ng to  IEC 614 00-2 1  stan da rd th e refe ren c e [ 5 ] pro p o s ed  a stan da rd e v aluation met hod   whi c wa s b a se d on  testi ng the fli c ker co efficient  ) ,v c( ψ a a of a  single  WT s.The  metho d  coul d   estimate th sum  of flickers of mo re  WT s conn ecte d to PCC (Point  of Comm on  Cou p ling ) ,whi ch   proved  the  rationality of  WT s flicke measur ement  and  evaluati on meth od s.The  referen c e [6]  establi s h ed t he virtual  gri d  mod e l and   evaluated  th e  power  qualit y of WTs fro m  two a s p e ct s of  contin uou s o peratio n a n d  switchin g o peratio n.  Th e refe ren c e   [7] prop osed  the meth od  of  contin uou s wavelet transf o rm to re cog n ize the po wer quality disturban ce s. T he refe ren c e  [8]- [10] asse sse d  po we r qu ali t y comprehe n s ively ba sed  on the th eori e s of  grey  rel a tional a naly s is,  grey clu s te rin g  and optima l  combin ation  of wei ghts.  The refe re nce [11]  used t he grey  syst em  theory and  radial ba sis f unctio n  neu ral netwo rk to  predi ct the flicker value s   according to  th e   Jap ane se  10 v ind e x and o b tai ned the  bett e r p r edi ction  results. Th referen c e [12 ]  used  the   grey mod e l to predi ct the failure nu mbe r  of wind turbi n e blade s.   This pa per d e scrib ed the measurement  and ev aluati on method s of the flicker  based on   studying  IEC  6140 0-2 1   sta ndard. Th e fli c ker coeffici e n t of the  a c tu al wi nd fa rm  wa s m e a s ure d  to  cal c ulate th flicke r valu es.  Grey  disa ste r  predi ction  was to fo re ca st  the date  se q uen ce s of th e   flicke r whi c excee ded the  standa rd val ues. Firs t, we  identified the upper di sa st er se que nce by  studying  the  disaste r   se quen ce  of  the flicke r. T hen  we  stud ied  the  re gu larity of di sa ster  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 2, June 20 15 :  391 – 40 0   392 seq uen ce  an d predi cted t he date  sequ ences  of di saster. Finally,  we esta blish ed  the disast er  seq uen ce G M  (1,1) mo de l and reali z e d  grey  disa ste r  predi ction of the flicke r.       2. Measurem e nt and a sse ssment me thods of flic k e The mea s u r ement pro c e dure s  are valid for a si ngle WT s wi th a three-p hase grid   con n e c tion. The mea s u r em ent pro c ed ures a r e valid  for any si ze of  WTs, thou gh  this part of IEC  6140 0-2 1  o n l y requi re wind  turbi n e  types i n ten ded fo r P C C.Power qu ality cha r a c teri stics  measured at for exampl e a test site ca n be  co nsi dere d  valid also at  other site s.       2.1. Flicker Measur e men t  Procedu r es   Und e r co ntin uou op eration  of  WT s, the me asure m ent an d a s se ssm ent p r oce s s of   flicke r [4] is shown in Figu re 1.      () m ut () m it , ,3 0 , 5 0 , 7 0 8 5 kf i c k S  , ka Cv () (t ) fi c u , s tf i c P ) k C (c<x) t P , kf i c S ,, kk a Sv , s tl t PP 6/ , 7 . 5 / , 8 . 5 / , 1 0/ a vm s m s m s m s     Figure 1. Measu r em ent an d asse ssm en t proce d u r e s  for flicker  durin g co ntin uou s ope ratio n  of WTs      Measurement s shall be  ta ken so   that at  l east five  10 min tim e -seri e s of po wer are   colle cted fo each 1m/ s   wind  spee d bi n  betwe en  cut- in win d   spe e d  and  15  m/s.The test  sh o u ld  be ta ken  at l east five time s.The fifteen   10min ti me  serie s  of in sta n taneo us volt age a nd  cu rrent  measurement  data  (t) u m  and  (t) i m  are  colle cted,  whe r ein  the  averag e wi nd  spe ed i s  10 min.   Each  set of  measured tim e -seri e s i s  u s ed a s  inp u t to simulate t he  voltage fluctu ations, (t) u fic on a   fictitious gri d  with an ap prop riate sh ort-circuit ap pare n t powe r (t) S fic k, and for four different  netwo rk im p edan ce p h a s e angle s   k ψ (blo ck 1 i n  Figu re 1).The tim e  se rie s  of instanta neo us  simulate d voltage  (t) u fic  is inp u t to the voltage  flicke r alg o rit h m de scrib e d  in IEC 61 000 -4-15[13 ]   to generate the flicker emi ssi on value fic st, P ( block 2 in Fig u re 1 ) The flicker m e ter’s fun c tio n s can be divi ded into two  parts:   1)  It simulates the light-eye -b rain  resp on se  when the in stantaneo us v o ltage  (t) u fic   fluctuates by  establi s hi ng a  mathematica l  model;   2)  It counts the flicker severity  online, and  calcul at es the  10min of the sho r t-te rm flicker valu e.  fic st, P is  cal c ulate d  from th e v o ltage flu c tu ation of  (t) u fic und er fou r   different po we netwo rk impe dan ce p h a s angle s k ψ  to obt ain the fli c ker value.Each fic st, P value i s  n o rma lized t o   a f licke r co ef f i cient   ) c( ψ k (block 3  in Figure 1 )   S k, fic c( ψ )= P ks t S n                        (1)    In the equ ation (1), fic k, S is sh ort-circuit  cap a c ity of the virtual gri d n S is ra ted app are n t   power of  a si ngle  WT s. To  ensure  the fli c ker m e a s ure m ent in strum ent within th e  ran ge  spe c ified  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Flicker Measurem ent and  Grey  Di saster Prediction of Grid -Connect ed .... (Zhanqiang Zhang)  393 in IEC61 000 -4-15, we  sh o u ld ad opt th e ap pro p riate  sh ort-circuit  ratio n fic k, /S S . IEC 6 1400 -21   stand ard  re co mmend s the  sho r t-circuit ratio is betwee n  20-5 0 .   For  ea ch  net work i m pe da nce  ph ase a ngle  k ψ ,the wei ghting  pro c e dure  calculat es th weig hted a ccumulated  distribution fun c tions of the f licker  coeffici ent  x) (c P r ,assumin g fou r   different  win d  di stributio n s .For ea ch  a c cumulate distrib u tion,th e 99%  pe rce n tile  ) ,v c( ψ a k is  repo rted (blo ck 4 and bl ock 5 in Figure 1 ) .       2.2. Flicker Ass essme n t Procedure s   If you get a  flicke r co efficient  ) ,v c( ψ a k , you can cal c ulate flicker  st P  or  lt P on any  spe c ified  site   through the  param eters  of k S , k ψ and a v .The flicker emi s sio n  from a sin g le WT s   durin g co ntin uou s ope ratio n  shall b e  esti mated applyi ng the equ ation (2 ) belo w .     n st l t k a k S P= P = c ( ψ ,v ) S                                     (2)    In ca se mo re  WT s are con necte d to the  PCC,  the flicker emi s sion from the sum o f  them  can b e  estim a ted from the  equation (3)  belo w   wt N 2 st Σ lt Σ ik a n , i i= 1 k 1 P= P = ( c ( ψ ,v ) S ) S                 (3)    If the wind farm use s  the same mod e l of WTs,  the flicker  emissio n  fr om the su m of them   can b e  simplif ied as the e q uation (4 ) bel ow.     n, i st Σ lt Σ ka W T k S P= P = c ( ψ ,v ) N S                     (4)     Whe r wt N is the numbe r of WTs conne cted  to the PCC.      3. Flicker Te st    3.1. Sy stem  Des c ription   In this pa pe r, the test d a ta we re m easure d  on  the BAIYUN wind fa rm  in Inne Mongoli a .The  wind farm center is lo cat ed about  10 9°56' 40" ea st  longitude , 41°4 4'46" no rth   latitude  , with   the avera ge altitude  of 15 65m.The   a n n ual  wind  spe ed of  this site  at h ub  heigh t is  estimated to   be 8 m/ s.The  averag e wi nd  power d e n s ity is 523.6 W / m 2 .The total installe d capa city  of the  wind  farm i s   49M W, the rated  p o we r fo r a  si ngle  WT s i s   810KW,  the  output voltag e i s   0.69KV.The  wind  farm  in stalled the  do uble  arm a ture hybri d  ex citation  WT s,which  combin e  the  advantag e of  VSCF(Va riabl e Spee Con s tant F r eq ue ncy) gen erato r   an d CSCF (Con stant  Sp e ed  Con s tant F r e quen cy) g ene rator.T he ge n e rato r ha s hi gh po we r ge neratio n effici ency a nd si m p le  control fe atu r es. O n th wind  farm   a ste p -up transfo rme r   substatio n   with 22 0KV was  con s tru c ted.  The main  wiri ng diag ram of  the wind farm is sh own in  Figure 2.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 2, June 20 15 :  391 – 40 0   394     Figure 2. Main wirin g  diag ram of the win d  farm       Powe r quality  measureme n ts were ta ke n from  a  singl e WT s termi n al on the lo voltage  side of the transfo rme r  T R 1, whi c was  sho w n at   point A in Figure  2.We  could calculat e the  flicke r of mult iple WTs  co n necte d to PCC by  the e q u a tion (4 ).Th measurement  wa s carried  out  from 16:10 o n  Novemb er  26,201 3 to 12 :00 Novemb e r  26,201 3,whi c h ha d 120 0 minutes in tot a l.      3.2. Flicker Test  The me asure m ent data  of 10 min time  serie s   of in sta n taneo us volt age a nd  cu rrent we re   colle cted.Th e  voltage and  current sam p le frequ en cy was 10.2 4  KHz, the win d  spe ed sam p le  freque ncy wa s 5Hz an d accura cy of the anemo m et er wa s ±0.2 m/s. In acco rdan ce with I E C   6140 0-2 1  sta ndard, the measure m ent  data of three - pha se volta ge and  curre n t were u s e d  to   cal c ulate  the flicker coeffici ent.T he  system was in  equilibrium  by ana lyzing the test data,  so the  data of pha se  1 were u s e d  only.       3.2.1. Activ e   and Re activ e Po w e r Tes t   The a c tive a nd rea c tive p o we r of the   WT s were  te sted u nde r th e co ntinuo us  operation  state.The  tre nd of  the  act i ve and  rea c tive po we r h a d  con s iste ncy,which  coul d be   see n  from   Figure 3.There was a  cert ain pro portio nal relati o n sh ip betwee n  the active po wer a nd re active  power, Q/P tan , where  φ  wa s the  power fa ctor  angle. With i n  the rang e of  rated wi nd  speed,  the output po wer of  WTs in cre a s ed with i n crea sing  win d  spe ed.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Flicker Measurem ent and  Grey  Di saster Prediction of Grid -Connect ed .... (Zhanqiang Zhang)  395     Figure 3. Active Power a n d  Rea c tive Power      3.2.2. Relatio n ship bet w e e n Wind Spe e d and Flick e r Coe fficie n       It can be se en from Fig u re 4 that the f unctio n  relati on between fl icker  coeffici ent and  wind  spee whe n  the  net work i m pe da nce  ph ase a ngle  k ψ are  30 °,50°,70 ° an d85 °, the  sho r t- circuit ratio i s  50.The la rge r  grid impe dan ce ph as e ang le is, the grea ter flicker coe fficient is .        Figure 4. Rel a tionship bet wee n  Win d  Speed a nd Flicker  Coeffici en     3.2.3. Measu rement o f  Short-term Flic ker   The flicker of  WTs can b e  measure d  from  two asp e cts of continuou s ope rat i on and   swit chin g op eration. In th is pa per  we  studie d  the  measurement  of f licke r u n der  contin uo us  operation.Th e gen eratio of flicke r un d e r continu o u s  operation  wa s cau s ed by  cha nge s in  wind   spe ed, whi c h   ca used  th e cha nge s of  reactive  and  active p o wer. The m e a s ure m ent pe rio d   of  sho r t-time fli c ker is 10  mi nutes,the  me asu r em ent p e riod  of lo ng -time flicke r i s  2  hou rs.In  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 2, June 20 15 :  391 – 40 0   396 contin uou s o peratio state,  st P and lt P have t he  same  flicker valu e. If the flicke r val ue of  WT excee d s th e l i mit value ( st P =1), it wo uld a ffect the op erati on of the  power  syste m . The  upp er  limit values  of st P =1 and   st P = 0 .5  w e re mark ed in Figur e  5. st P =0.5 wa s th uppe r di sa ste r  limit  value of flicke r grey di sa ste r  pre d ictio n       Figure 5. Measu r em ents o f  Short-term  Flicker      4. Model of F licker Gre y   Disas ter Pre d iction     The thoug hts of flicker  g r ey disaste r   pr edi ction  we re a s  follo ws: The mea s u r eme n t   values of flicker st P we re  finit e ,it met that grey syste m  used  the  "poor info rm ation" as the  resea r ch obj ect. The  thre shol d value   of flicker  wa s set  0.5 a c co rding  to the   measured va lue.  Becau s e in th e stable o peration of WT s, and wh en th e mea s ureme n t time was  short, more than   1 of the value of st P wa s less.The less da ta could affe ct  the establi s hme n t of grey disa ster  predi ction m o del, so we chose  st P =0.5 a s  the threshol d. If the valu e of the origi nal se que nce  excee ded  the  thre shol d, th en the  di sa ster  points were sele cted to  co nstitute  seq uen ce  tha t   wa s c a lled di sa st er  seq u e n ce.  Th e di s a st er  se que n c wa s mad e  up of the  exce ssive flicker  value.The d a t e seq uen ce  wa s mad e  u p  acco rdin g t o  the o c currence time of  each excessive  flicke r valu e.  Establishing   GM (1,1) m o del for t he d a te seque nce  to predi ct the future  di sa ster  date se que nce[14].      4.1. Method  of Grey  Disaster Predic ti on    Time se rie s  d a ta of grey disa ster p r edi ct ion are a s  foll ows:     ( 0 ) ( 0) ( 0 ) ( 0) X ( t) = { X ( 1 ) , X ( 2 ) , ..., X ( N) }                                    (5)    If the thre sh old value   λ  a r e give n , th e num bers i n (t) X (0) whi c h i s  la ge r than   λ (up p e r- disa ster valu e)  or le ss tha n   λ (d own-di saster valu e)  are  re ga r ded  as a bno rmal  value s .And t hen   we  sel e ct th e   ab no rmal v a lue s   whi c h f o rm  a n e w d a ta sequ en ce , whi c h i s   cal l ed the  di sa ster  seq uen ce.      (0 )' (0 ) ( 0 ) (0 ) 12 m X (t) = { X ( i ) , X ( i ) , . .. , X (i )} , m < N                    (6)    The sequ en ce of disaste r  time is m ade  up a c cordi ng  to occurre n ce  time of each  data in  the formula (7).     (0) ( 0 ) (0) ( 0) Q( t ) = { Q( 1 ) , Q ( 2 ) , . . . , Q ( m ) } , m < N                         (7)    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Flicker Measurem ent and  Grey  Di saster Prediction of Grid -Connect ed .... (Zhanqiang Zhang)  397   We u s e the  (t) Q (0) date se que nce to establi s h  GM (1,1 ) mo del to pre d ict  the occu rre nce   time in the future. The G M  (1,1) m odel  is de scribe d a s  follows.   Den o te the original data  se quen ce a s :     (0 ) ( 0 ) ( 0 ) ( 0 ) X ( t ) = { X ( 1 ) , X ( 2 ) , ..., X ( n ) }                              (8)    Whe r e n is th e numbe r of  st P observed.   The AGO formation of  (t) X (0)   is d e fined a s   (1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) X ( t ) = { X ( 1 ) , X ( 2 ) , ..., X ( n ) }                             (9)    W h er   k (1 ) ( 0 ) i= 1 X ( k ) = X ( i ) , i = 2 , 3 , ..., n                       (10)    GM (1,1 ) m o del can b e   co nstru c ted  by  establi s hi ng  a first o r d e r d i fferential eq u a tion for  (t) X (1) as:     (1) (1 ) dx +a x = b dt                                                      (11)    The sol u tion  of (11)  can b e  obtaine d by  using the le a s t squ a re m e thod. That is,     (0 ) - a k bb x ( k + 1 ) = [x (1) - ].e + aa                                    (12)    W h er   T a=( a , b )                                                    (13)    The value s  of a and b are  given usi ng the lea s t squ a r es m e thod.     T- 1 T a=( B B ) B Y                                            (14)    W h er         (0 ) (0 ) (0 ) x (2 ) x (3 ) Y= ... x (n )                                                (15)              (1 ) ( 1 ) (1 ) ( 1 ) (1 ) ( 1 ) 1 -( x ( 1 ) + x ( 2 ) ) 1 2 1 -( x ( 2 ) + x ( 3 ) ) 1 B= 2 ... 1 -( x ( n - 1 ) + x ( n ) ) 1 2                        (16)      The sim u latio n  values of  (k) X (0)  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 2, June 20 15 :  391 – 40 0   398  (0 ) ( 1 ) (1 ) x (k + 1 ) = x ( k + 1 ) - x (k)                                   (17)      4.2. Flicker disaste r  date forec a s t    The data of e s tabli s hin g  the disa ster p r edict io n mod e l were take n  from the test data of  st P . The origin al data se que nce wa s:    (0) X ( t) = { 0.25 34, 0.2541, 0.2 652, 0.2727 , . .., 0 .77 09, 1.1 797, 0.8404 , . .., 0 .2 275, 0.2443 , 0 .2 442}             (18)    Acco rdi ng to  the actu al test conditio n o f  the system,t he di sa ster i s  happ ened  when the  value of  st P is greater than o r   equal to 0.5. The procedu re s of flicker d i sa ster  p r edi ction [15]-[16]  are sho w n a s  follows:    1) The val ue, whi c h is  gre a t er than o r  eq ual to t he thresh old of 0.5, are  sele cted f r om the o r igi nal  data  (t) X (0) .This di saster  seq uen ce s are fo rme d  as follo ws:     (0 )' X ( t ) = { 0 .7 709, 1 . 1797, 0.8404, 0.631 , 0 .7 22, 0.5468, 0.616 9, 0.5 929, 0.6457, 0.506, 0.547 9 }                                    (19)    2) The di sa st er se que nce is:    (0 )' (0 ) ( 0 ) (0 ) ( 0 ) (0 ) (0 ) ( 0 ) (0 ) ( 0 ) (0 ) ( 0 ) X ( t ) = { X ( 32 ) ,X ( 33 ) ,X ( 34 ) ,X ( 42 ) ,X ( 46 ) , X ( 55 ) ,X ( 63 ) ,X ( 65 ) ,X ( 69 ) ,X ( 78 ) ,X ( 79 )}                              (20)    3) The  seq u e n ce of di sa ster time is:     (0) Q ( t) = { 32, 33, 34, 4 2 , 46, 5 5 ,63 , 65, 69, 78 , 79}                                           (21)    4) Establi s hi n g  the GM (1,1 ) model for th e seq uen ce o f  disaste r  time. The 1-AG O seq uen ce i s   (1) Q ( t ) = { 32, 65 , 99, 1 41, 1 87, 242, 305 , 3 70, 439, 517, 5 96}                         (22)    Next gene rati on se que nce is:    (1) Z ( t) = { 48. 5, 82, 120 , 1 6 4 , 214 .5 , 2 73. 5, 33 7. 5, 40 4. 5, 478 , 5 5 6 . 5  }              (23)    We u s e the le ast-squ a res  method to sol v e the a and b,then we  ca n obtain:        a - 0.096 6 a= = b 30. 5236                                                  (24)    The GM (1,1) model is:     (1) 0. 09 6 6 t Q ( t + 1 ) = 3 47 .9 8e - 3 15 .98                         (25)    The re du cing  value is:     (0 ) 0.0966t Q ( t + 1) = 3 2.04 e                                            (26)          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Flicker Measurem ent and  Grey  Di saster Prediction of Grid -Connect ed .... (Zhanqiang Zhang)  399 5. Results a nd Discu ssi on  In the pa pe r we me asu r ed th e flicker  coeffici ent  and  win d   spe ed  whe n k ψ wer e   30°,50 ° ,70° a nd85 °,whi c coul d be se e n  from Figure 4. st P could b e  cal c ulate d  by the equation  (2).T he 1 20 d a ta we re  obt ained  as sho w n in  Figu re  5.  We co uld predi ct  the occurre n ce  time   of   exce ssive flicker by the eq uation (2 6)  which  coul d be  seen from the Table 1.       Table 1. Error che ck tabl e   ser i al  number   O r iginal  data (0 ) Qt   Analog  data   (0 ) Qt   Residual  error   (0) (0) kQ t Q t    Relative error   (0) k k Qt    1 32  32.0000   2 33  35.2914   -2.2914   6.94%   3 34  38.8703   -4.8703   14.32%   4 42  42.8120   0.8120   1.93%   5 46  47.1535   1.1535   2.51%   6 55  51.9353   3.0647   5.56%   7 63  57.2020   5.798  9.20%   8 65  63.0028   1.9972  3.07%   9 69  69.3918   0.3918  0.57%   10 78  76.4287   1.5713  2.01%   11 79  84.1793   5.1793  5.56%       Thro ugh  ana lysis  of the t e st d a ta a n d  disa s t er  pr ed ic tio n ,   w e   dr e w  co nc lus i o n s  as   follows 1)  The  calculati on of flicker coeffici ent i s   cl osely rel a ted to the  netwo rk i m p edan ce  pha se  angle s  an d a nnual ave r ag e wind  spe e d .   2)  In orde r to i m prove th e a c cura cy of flicke p r e d ictio n ,we shoul d measure  the more data  to  establi s h the  disa ster p r e d i c tion mod e l.  3)  The p r edi ctio n re sults  sh o w ed that  the  averag e rel a tive erro r wa 11 k k= 2 1 = = 5 .13% 10 ,the   relative accu racy wa s 94.8 7 %,which th e fitting res u lt is  s a tis f ac tory.   4)  The d e velop m ent coeffici ent of GM  (1, 1 ) mo del   wa s a=  -0.09 66,T he literature [ 17] co ncl ude that GM (1,1) model co uld  be used to predict  the lon g - term flicke r d i sa ster when  -a   0.3.       6. Conclusio n   Acco rdi ng to  IEC 6140 0-21 sta nda rd, w e me asur e d  the short - term flicke r a nd flicker  coeffici ent of  a sin g le  WT on the  win d  farm, an g o t the flicker val ues  of multi-WT s through   the   flicke r asse ssment p r o c e dure s . We  should fully  consi der the i n fluen ce of wind  spee d on the  measurement  value, and  ensure the  reliability of  t he test. We  tested th short term fli c ker  st P values a nd p r edi cted the  occurre n ce time of excessive flicker   b y  using the  grey syste m   theory.The  re lative accu ra cy of the m o del was hi gh er. Its fitting result  wa s b e tter, whi c sui t ed   the long-te rm  predi ction for flicker  disa st er.       Ackn o w l e dg ments   This pa pe r was supp orted  by National  Natural Sci e n c e Found ation  of China (5 1 1670 11,  5146 7016 ), Inner Mo ng olia sci en ce  and techn o logy plan  proje c t (20 1 3030 3) an d  the   coo peration p r oje c t of Chin a and Denma r k (200 9DFB 6025 0).       Referen ces   [1]  Sun T ,   W ang W S , Dai HZ Voltag e F l uctu ation a nd F lic ker Caus ed b y  W i n d  Po w e r  Generati o n .   Pow e r Syst em  T e chno logy . 2 003; 27( 12): 62 -66.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 2, June 20 15 :  391 – 40 0   400 [2]  Don g  W J , Bai   XM, Z h u  NH.  Discussi on  on   the Po w e r Qu alit und er Gri d -Co nnecti on   of Intermittent   Po w e r Sources .   Power Syste m  Technol ogy .  2013; 3 7 (5): 1 265- 127 1.   [3]  Chi  YN,  Li u YH,  W ang W S Stud y  o n   Impact of W i nd Pow e Integrati o n on Po w e r S y stem.  Po wer  System  Technology . 200 7; 31(3): 77-8 1 [4]  IEC Standar ds  Associati on.6 140 0-21.M eas ureme n t an a ssessment of  po w e r qu alit y c haracter i stics         of grid con nect ed  w i nd turbi n e s .S w i tzer la nd: IEC Press. 200 8.  [5]  Brauli o  B, Po ul S, Le if C. Vali datio n of t he Stan dar Method for As sessin g  F licke r F r om W i nd   T u rbines.  IEEE TRANSACTIONS ON  ENERGY CONVERSION . 2011; 26( 1): 373-3 78.   [6]  A T a scikaraogl u, M Uzun og lu , B Vural. Po wer qu a lit asse ssment of  w i n d  turbi nes  and  compar iso n   w i t h  co nventi o nal l e g a l re gul ations: A cas e  stud y   in T u rke y Ap pl ied E n ergy . 20 11; 88 (12): 18 64– 187 2.  [7]  Mano j G, Raj e sh K, Ram  A G. Neural  Net w o r k Bas ed I n de xi ng  and  Re cogn ition  of P o w e r Qu alit Disturb ances.  T E LKOMNI KA T e leco mmuni cat i on  Co mp ut ing E l ect r o n ics  and  Co nt rol . 201 1;  9(2):   227- 236.   [8]  Lei G, Gu W ,  Y uan  XD. Ap plic ation  of gre y  t h eor y i n  p o w e r   qua lit y com p re hens ive  eval ua tion.  Electric   Power Automation Equipment . 2009; 37( 11): 62-6 5 [9]  Z hou H, Yan g  HG, W u  CL. A po w e r qu a lit y  com p re hen sive eva l uati o n method  bas ed on gr e y   clusteri ng.  Pow e r Syst em Prot ect i on a nd C o n t rol . 2012; 4 0 (1 5): 70-75.   [10]  Shen  Y, Pe ng  X,  Shi  T .  A Gre y   Com p reh ens iv e Eva l u a tion  Metho d   of Po w e r Qua lit y B a se d o n   Optimal Com b i natio n Weig ht.  Au tom a tion  o f  e l e c tric Po we Syste m s .2 012;  36(10): 67- 73.   [11]  HJ Lu, GW  C han g, HJ Su.  A New  Met hod f o r F licker Severit y  F o reca st .  IEEE Po w e r and Ener g y   Societ y Gener al Meeti ng (PE S ). Canad a. 20 13: 1-5.   [12]  Yu CY, Guo J Y , Xin SG. F a il ure Mech an is m Anal ysis  and  F a ilure  Numb er Predicti on  of W i nd T u rbin e   Blad es.  T E LKOMNI KA T e le communic a t i o n  Co mp ut ing E l ect r onics  and  Cont ro l . 201 4;  12(3): 5 33- 540.   [13]  IEC Stand ard s  Associati on.  61 000- 4-1 5 T e st ing  an d  measur e m e n t  t e chni ques F licker m et er   F unct i on al a n d  desig n spec if icat ions .S w i tz er lan d : IEC Press. 2010.   [14]  Liu S, D ang Y,  F ang Z .   Grey Syst ems T h e o ry an d App lic at ion . Be iji ng:  Scienc e Press.  201 0: 22 6- 247.   [15]  Jie C, Si F L Bo Z .  A novel  gre y  forec a sti ng mo del  an d  its optimizati on.  App lie d M a t h e m at ic al   Mode lli ng . 20 1 3 ; 37(6): 43 99- 440 6.  [16]  Bo Z ,   Guo C,  Si F L . A novel interva l  gre y   pr edicti on mod e consi deri ng un certain inf o rma tion.  Journ a l   of  t he F r anklin  I n st it ut e . 2013;  350(1 0 ): 340 0 –34 16.   [17]  Liu S, D eng J.  T he Range S u itab le for GM  (1,1).  Syst ems Engi neer in —T heory&Pra c t i ce . 200 0;   20(5): 21 2-1 2 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.