一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，包括以下步驟：根據(jù)海上風(fēng)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)進(jìn)行分組，每組包括至少一臺(tái)風(fēng)電機(jī)；每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組成的支路成為風(fēng)電機(jī)組的單鏈支路，等值容量為所有風(fēng)電機(jī)組的容量之和，采用潮流計(jì)算的方法求出等值風(fēng)電機(jī)組的總?cè)萘?；?duì)每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)中的變壓器進(jìn)行等值分析，得到等效多機(jī)系統(tǒng)；對(duì)多組風(fēng)電機(jī)組的集電系統(tǒng)進(jìn)行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)；根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)的仿真模型。本發(fā)明提出的建模方法簡(jiǎn)單，能夠快速建立模型，更好的滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
【專利說明】—種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，尤其是設(shè)計(jì)一種適用于無功補(bǔ)償?shù)倪m用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展非常迅速。但因陸上風(fēng)電場(chǎng)存在占地面積大，噪聲污染嚴(yán)重以及風(fēng)速不穩(wěn)定的問題，目前風(fēng)電的發(fā)展趨勢(shì)從陸上風(fēng)電向海上風(fēng)電轉(zhuǎn)移。
[0003]對(duì)海上風(fēng)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，一般都要研究海上風(fēng)電場(chǎng)的建模。在海上風(fēng)電場(chǎng)的建模方面，目前海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流單機(jī)容量為3-5MW，由于風(fēng)機(jī)數(shù)量眾多，如果分別對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)建模，那么整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的模型將會(huì)是一個(gè)高階模型，用電力仿真軟件進(jìn)行分析時(shí)計(jì)算量非常大，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，占用內(nèi)存大，并且在數(shù)據(jù)處理和計(jì)算結(jié)果分析方面也非常困難。另一方面，在研究海上風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)中各種無功補(bǔ)償裝置對(duì)電網(wǎng)電壓的影響時(shí)，也不需要對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行精確的建模。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償研究(李亞明.大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償研究[D].華北電力大學(xué)，2012)，分析了對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法、無功/電壓常見控制措施進(jìn)行研究，提出無功補(bǔ)償策略；基于綜合靈敏度的風(fēng)電系統(tǒng)無功補(bǔ)償研究(侯耀飛，李廣凱，沈潔，等.基于綜合靈敏度的風(fēng)電系統(tǒng)無功補(bǔ)償研究[J].電氣時(shí)代，2012 (9): 62-64)提出來電壓/有功靈敏度指標(biāo)，并綜合考慮電壓/無功靈敏度和電壓/有功靈敏度指標(biāo)進(jìn)行無功補(bǔ)償點(diǎn)的選擇，并通過實(shí)際系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了該方法的有效性，但是上述方法建模過程顯得較為復(fù)雜和繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)合海上風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，能夠快速建模、且適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償?shù)倪m用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種適應(yīng)于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)建模方法，包括以下步驟:
步驟一，根據(jù)海上風(fēng)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分組，每組包括至少一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組；
步驟二，每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組成的支路成為風(fēng)電機(jī)組的單鏈支路，等值容量為所有風(fēng)電機(jī)組的容量之和，采用潮流計(jì)算的方法求出等值風(fēng)電機(jī)組的總?cè)萘浚?br> 步驟三，對(duì)每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)中的變壓器進(jìn)行等值分析，得到等效多機(jī)系統(tǒng)；
步驟四，對(duì)多組風(fēng)電機(jī)組的集電系統(tǒng)進(jìn)行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)；
步驟五，根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)的仿真模型。
[0007]所述步驟二中，根據(jù)海上風(fēng)電系統(tǒng)的典型拓?fù)?，每列的多臺(tái)風(fēng)機(jī)組成的支路成為風(fēng)電機(jī)組的單鏈支路，等值容量為每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的容量之和。對(duì)于整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)來說，可根據(jù)風(fēng)電機(jī)組和機(jī)組變壓器參數(shù)等因素把風(fēng)電場(chǎng)等值為I臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，并在潮流計(jì)算時(shí)把每臺(tái)等值機(jī)組作為PQ節(jié)點(diǎn)，則等值風(fēng)電機(jī)組的容量為:
【權(quán)利要求】
1.一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，包括以下步驟: 步驟一，根據(jù)海上風(fēng)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)進(jìn)行分組，每組包括至少一臺(tái)風(fēng)電機(jī)； 步驟二，每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組成的支路成為風(fēng)電機(jī)組的單鏈支路，等值容量為所有風(fēng)電機(jī)組的容量之和，采用潮流計(jì)算的方法求出等值風(fēng)電機(jī)組的總?cè)萘浚? 步驟三，對(duì)每組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)中的變壓器進(jìn)行等值分析，得到等效多機(jī)系統(tǒng)； 步驟四，對(duì)多組風(fēng)電機(jī)組的集電系統(tǒng)進(jìn)行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)； 步驟五，根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)的仿真模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的步驟二中，通過以下公式采用潮流計(jì)算求出等值風(fēng)電機(jī)組的總?cè)萘?
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的步驟四中，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的輸出為電流可控的恒壓功率源，根據(jù)集電系統(tǒng)的功率損耗之和與步驟二中的等效輸出有功功率和無功功率相同的原則，對(duì)多組風(fēng)電機(jī)組的集電系統(tǒng)進(jìn)行等值分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的集電系統(tǒng)包括m條單鏈支路，m條單鏈支路中的有功損耗和無功損耗等效值采用以下公式計(jì)算:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的風(fēng)電機(jī)組的等效后電阻長(zhǎng)度為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補(bǔ)償?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的等效多鏈系統(tǒng)中集電系統(tǒng)的等效電阻、等效單位電感以及等效單位電容參數(shù)采用以下公式計(jì)算:'
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103853888SQ201410083516
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張建設(shè), 龐松嶺, 胡濱, 廖夢(mèng)君, 郭鄆聞, 楊蘋 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華南理工大學(xué)