CN106339567A - 一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法及其装置，该方法包括：采集风电场并网点的长时间闪变值P_lt,WF、计算风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC和电网流向公共连接点的短路容量S″_sc,PCC、计算风电场并网点长时间闪变值由并网点传递到公共连接点的传递系数T_k和计算风电场在其所接入公共连接点引起的长时间闪变值P_lt,PCC。所采用的装置包括采集模块、信息接收模块、处理模块、无线物联组件、远程服务器和收集app。与现有的利用电力系统仿真软件计算传递系数的技术比，本发明提供的技术方案可以有效避免风电场建模过程带来的复杂性和不确定性，简便、省时、有效。

Description

一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法及其装置

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，具体涉及一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法。

背景技术

风力发电作为新能源开发利用的重要方面近几年得到了快速发展，随着大量风电机组的集中并网，大型风电场的闪变等电能质量问题也引起各方的关注。

虽然相关标准已经给出了风电场在公共连接点处的长时间闪变限值，但通过风电场电能质量测试仅能测得风电场并网点处的长时间闪变值，要对风电场的闪变特性做出准确评估，必须首先计算风电场闪变值由并网点向公共连接点传递的传递系数。依照现有标准，风电场并网点长时间闪变值传递后，在其所接入公共连接点上引起的长时间闪变值的计算方法复杂。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法。实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：

(1)采集风电场并网点的长时间闪变值P_lt,WF；

(2)计算风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC和电网流向公共连接点的短路容量S″_sc,PCC；

(3)计算风电场并网点长时间闪变值由并网点传递到公共连接点的传递系数T_k；

(4)计算风电场在其所接入公共连接点引起的长时间闪变值P_lt,PCC。

进一步的，所述步骤(2)的风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC如下式所示：

$S_{sc,PCC}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{line}+Z_{gird}}$

其中：U为风电场并网点高压侧线电压基准值；Z_line为风电场送出线路阻抗；Z_grid为风电场公共连接点处的电网阻抗。

进一步的，所述步骤(2)的电网流向公共连接点的短路容量S″_sc,PCC如下式所示：

$S_{sc,PCC}^{\′\′}=S_{sc,PCC}-S_{sc,WF}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{grid}}$

其中：S′_sc,WF为公共连接点短路时风电场并网点流向公共连接点的短路容量,S_sc,PCC是公共连接点的短路容量。

进一步的，其特征在于，所述步骤(3)的传递系数T_k如下式所示：

$T_k=\frac{S_{sc,PCC}^{\′}}{S_{sc,PCC}-S_{sc,WF}^{\′}}=\frac{Z_{grid}}{Z_{line}+Z_{gird}}.$

进一步的，其特征在于，所述步骤(4)的长时间闪变值P_lt,PCC如下式所示：

P_lt,PCC＝T_k·P_lt,WF。

进一步的，所述装置包括：

采集模块，用于采集风电场并网点的长时间闪变值P_lt,WF；

信息接收模块，与采集模块相连，用于接收风电场送出线路阻抗Z_line、风电场公共连接点处的电网阻抗Z_grid和采集模块采集的数据；

处理模块，与信息接收模块相连，并根据所述信息接收模块接收的数据进行闪变传递系数计算；

无线物联组件，与处理模块连接，并通过网络与远程服务器和移动终端无线连接；

移动终端，手机APP，通过无线物联组件与处理模块相连，用于实时查看采集和处理的数据；

远程服务器，通过网络与手机APP和无线物联组件无线连接，用于统计数据。

与最接近的现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案避免了传统闪变传递系数计算时仿真建模带来的复杂性和不确定性，具有方法简便、省时有效的优点；采用无线连接，可实时采集处理得到的数据并记录。

附图说明

图1为本发明风电场电网结构图。

图2为本发明采用的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以100MW风电场主变压器升压后接入220kV电网为例来对本发明的传递函数的具体计算方法作详细说明，其中送电线路型号为LGJ-400/220，长度为47km，线路阻抗Z_line为19.45Ω，风电场并网点电网阻抗Z_grid＝12.45Ω。

1、按下式计算上述风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量：

$S_{sc,PCC}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{line}+Z_{gird}}=\frac{{(220\×{10}^3)}^2}{19.45+12.45}=1517.24MVA$

2、按下式计算电网流向公共连接点的短路容量：

$S_{sc,PCC}^{\′\′}=S_{sc,PCC}-S_{sc,WF}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{grid}}=\frac{{(220\×{10}^3)}^2}{12.45}=3887.55MVA$

3、按下式计算传递系数：

$T_k=\frac{S_{sc,PCC}^{\′}}{S_{sc,PCC}-S_{sc,WF}^{\′}}=\frac{Z_{grid}}{Z_{line}+Z_{gird}}=\frac{12.45}{19.45+12.45}=\mathrm{0.39.}$

传统的电力系统仿真方法如下所示：

1、依据实际电网参数，在电力系统仿真软件中建立该风电场的仿真模型；

2、通过在电力系统仿真软件中建立风电场和电网的详细模型，利用计算机仿真，得到并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC＝1670.95MVA；

3、通过在电力系统仿真软件中建立风电场和电网的详细模型，利用计算机仿真，得到公共连接点短路时电网流向公共连接点的短路容量S_sc,PCC-S′_sc,WF＝4277.02MVA；

4、传递系数为：

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于系统阻抗的风电场闪变传递计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：

(1)采集风电场并网点的长时间闪变值P_lt,WF；

(2)计算风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC和电网流向公共连接点的短路容量S″_sc,PCC；

(3)计算风电场并网点长时间闪变值由并网点传递到公共连接点的传递系数T_k；

(4)计算风电场在其所接入公共连接点引起的长时间闪变值P_lt,PCC。

2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(2)的风电场并网点短路时公共连接点流向风电场并网点的短路容量S′_sc,PCC如下式所示：

$S_{sc,PCC}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{line}+Z_{gird}}$

其中：U为风电场并网点高压侧线电压基准值；Z_line为风电场送出线路阻抗；Z_grid为风电场公共连接点处的电网阻抗。

3.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(2)的电网流向公共连接点的短路容量S″_sc,PCC如下式所示：

$S_{sc,PCC}^{\′\′}=S_{sc,PCC}-S_{sc,WF}^{\′}=\frac{U^2}{Z_{grid}}$

其中：S′_sc,WF为公共连接点短路时风电场并网点流向公共连接点的短路容量,S_sc,_PCC是公共连接点的短路容量。

4.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(3)的传递系数T_k如下式所示：

$T_k=\frac{{S^{\′}}_{sc,PCC}}{S_{sc,PCC}-{S^{\′}}_{sc,WF}}=\frac{Z_{grid}}{Z_{line}+Z_{gird}}.$

5.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤(4)的闪变值P_lt,PCC如下式所示：

P_lt,PCC＝T_k·P_lt,WF。

6.如权利要求1所述的计算方法用的装置，其特征在于，所述装置包括：

采集模块，用于采集风电场并网点的长时间闪变值P_lt,WF；

信息接收模块，与采集模块相连，用于接收风电场送出线路阻抗Z_line、风电场公共连接点处的电网阻抗Z_grid和采集模块采集的数据；

处理模块，与信息接收模块相连，并根据所述信息接收模块接收的数据进行闪变传递系数计算；

无线物联组件，与处理模块连接，并通过网络与远程服务器和移动终端无线连接；

移动终端，手机APP，通过无线物联组件与处理模块相连，用于实时查看采集和处理的数据；

远程服务器，通过网络与手机APP和无线物联组件无线连接，用于统计数据。