一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源危機(jī)的日趨嚴(yán)重，可再生能源的大力發(fā)展，全球風(fēng)電裝機(jī)容量以平均每 年高于20%的速度增長(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為具有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。截止2013年年底，全球 風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到3. 18億千瓦，共安裝有三百多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)直 接接入電網(wǎng)使得風(fēng)力發(fā)電電量在電網(wǎng)中所占比例越來(lái)越大，為電力系統(tǒng)帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇的同 時(shí)，也給其安全穩(wěn)定運(yùn)行及調(diào)度控制等諸多方面帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
[0003] 隨著風(fēng)機(jī)并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的風(fēng)機(jī)廠商采用了全功率變流器的并網(wǎng)方 式，而風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備亦采用SVC和SVG。全功率變流器和SVC及SVG均屬于FACTS 設(shè)備，高壓直流輸電對(duì)并網(wǎng)短路容量比有一定要求。在短路容量比小的系統(tǒng)中易出現(xiàn)電網(wǎng) 振蕩、動(dòng)態(tài)過(guò)壓、諧振等問(wèn)題，這些電網(wǎng)故障狀態(tài)都將影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。特別是電網(wǎng)振 蕩，不僅使風(fēng)機(jī)報(bào)出故障停機(jī)，影響機(jī)組的可利用率，在振蕩嚴(yán)重的地區(qū)甚至?xí)绊懙綑C(jī)組 內(nèi)的用電設(shè)備和升壓站的一次二次設(shè)備。雖然通過(guò)仿真計(jì)算可以求出系統(tǒng)的短路容量和風(fēng) 電場(chǎng)并網(wǎng)的短路容量比，但仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于仿真模型的準(zhǔn)確性。目前大型電力系 統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件中均沒(méi)有成熟的全功率變流器風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組并網(wǎng)模型，已經(jīng)影響了結(jié)果 的準(zhǔn)確性。而電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式是時(shí)刻改變的，隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變風(fēng)電場(chǎng)的短路 容量比也會(huì)隨之改變，無(wú)法定量地知曉目前風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)接入的短路容量比。
[0004] 另外，專(zhuān)利CN 101349731 B也提到了一種電壓穩(wěn)定性實(shí)時(shí)評(píng)估方法，該專(zhuān)利的缺 點(diǎn)是其所提到方法的準(zhǔn)確性取決于系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性，風(fēng)電場(chǎng)通常亦不可能獲得電網(wǎng)數(shù)。 因此該方法僅可以應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度中，無(wú)法在風(fēng)電場(chǎng)端進(jìn)行實(shí)施，且判斷穩(wěn)定性僅以線路 潮流指標(biāo)作為考核指標(biāo)，未考慮到全功率變流器及SVC、SVG并網(wǎng)短路容量比的作用。
[0005] 由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的一種電壓穩(wěn)定性實(shí)時(shí)評(píng)估方法在使用上，顯然存在不便與 缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)中，基于在線運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)電 場(chǎng)并網(wǎng)接入的短路容量比進(jìn)行計(jì)算，并據(jù)此評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性的一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定 性評(píng)估方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，使其可以及時(shí) 發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，利于及時(shí)采取相關(guān)措施減小損失，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，包括以下步驟：數(shù) 據(jù)采集與存儲(chǔ)，采集主變低壓側(cè)的母線電壓、有功功率和無(wú)功功率并存儲(chǔ)；計(jì)算短路容量， 設(shè)定在k時(shí)刻，系統(tǒng)的等效電勢(shì)為E k= E kx+jEky，等效阻抗為Zk= Rk+jXk，風(fēng)電場(chǎng)主變低壓 側(cè)的電流電壓幅值為Vk，有功功率的負(fù)為P k，無(wú)功功率的負(fù)為Qk，系統(tǒng)運(yùn)行的短路容量為 Stos。;設(shè)定在k-Ι時(shí)刻，系統(tǒng)的等效電勢(shì)為E H= E (k_1)x+jE(k_1)y，系統(tǒng)的等效阻抗為Z lrt = RH+JXk+風(fēng)電場(chǎng)主變低壓側(cè)的電流電壓幅值為Vk+有功功率的負(fù)為P k+無(wú)功功率的負(fù)為 Qk+則k時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行短路容量為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟： 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，采集主變低壓側(cè)的母線電壓、有功功率和無(wú)功功率并存儲(chǔ)； 計(jì)算短路容量， 設(shè)定在k時(shí)刻，系統(tǒng)的等效電勢(shì)為Ek=Ekx+jEky，等效阻抗為Zk=Rk+jXk，風(fēng)電場(chǎng)主變 低壓側(cè)的電流電壓幅值為Vk，有功功率的負(fù)為Pk，無(wú)功功率的負(fù)為Qk，系統(tǒng)運(yùn)行的短路容量 為Sk〇SC' 設(shè)定在k-1時(shí)刻，系統(tǒng)的等效電勢(shì)為EifE ，系統(tǒng)的等效阻抗為Zgi ，風(fēng)電場(chǎng)主變低壓側(cè)的電流電壓幅值為Vh，有功功率的負(fù)為Ph，無(wú)功功率的負(fù)為 Qk-l， 則k時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行短路容量為：
電網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估，令0SCR為k時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行短路容量比，n為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)機(jī)組數(shù)，Pds單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定容量，則有：
Pt=nXPd 當(dāng)3彡OSCR>1^時(shí)，調(diào)整自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的控制參數(shù)，當(dāng)n>OSCR>n2時(shí)，調(diào)整 全功率變流器的控制參數(shù)，當(dāng)n2> 0SCR時(shí)，減少同時(shí)并網(wǎng)機(jī)組的臺(tái)數(shù)，所述ni取值在2-3 之間，％取值參考IEEEStdl204-1997標(biāo)準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于所述
中Rk= 〇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于所述采集由風(fēng) 電場(chǎng)二次系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置完成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于所述存儲(chǔ)由數(shù) 據(jù)中心完成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于所述采集的數(shù) 據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)方式傳輸至存儲(chǔ)設(shè)備。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，包括以下步驟：數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，采集主變低壓側(cè)的母線電壓、有功功率和無(wú)功功率并存儲(chǔ)；計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)行的短路容量Skosc；電網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估，令OSCR為k時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行短路容量比，n為風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)機(jī)組數(shù)，Pd為單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定容量，則有：Pt＝n×Pd，當(dāng)3≥OSCR＞n1時(shí)，調(diào)整自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的控制參數(shù)，當(dāng)n1≥OSCR＞n2時(shí)，調(diào)整全功率變流器的控制參數(shù)，當(dāng)n2≥OSCR時(shí)，減少同時(shí)并網(wǎng)機(jī)組的臺(tái)數(shù)，所述n1取值在2-3之間，n2取值參考IEEE Std1204-1997標(biāo)準(zhǔn)。利用本發(fā)明可以及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，有利于及時(shí)采取相關(guān)措施減少損失。
【IPC分類(lèi)】H02J3-38
【公開(kāi)號(hào)】CN104779644
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510226969
【發(fā)明人】唐彬偉, 趙亮, 隨德光
【申請(qǐng)人】北京天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日