CN107565597A - 一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法 - Google Patents
一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，在风电场联络线发生故障时，综合考虑电压和频率两个与风机自身保护动作与否密切相关的指标，以二者的变化速度比为依据对二者进行混合加权，并最终得到一个综合切机指标；利用该综合切机指标对风电场中的风机进行优先等级划分，优先级别高的风机先被切除，以帮助稳定整个风电场，避免指标恶化引起的连锁风机脱网。本发明所述方法达到了稳定风电场指标的目的，保证发生联络线故障后风电场能够平稳度过孤岛运行时期。相较于其他切机方法，本发明所提方法综合考虑了电压和频率两个重要指标，同时易于操作和实现，具有很好的可行性和实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统控制领域，尤其是一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法。
背景技术
风能是可再生的清洁能源，其来源广、无污染的特点使得利用风力发电成为世界各国的普遍选择。但风电自身也有一定的局限性。双馈感应发电机的转速和电网频率之间不存在耦合关系，在联络线发生故障后联络线保护动作到联络线重合闸之间有1.5s左右的时间间隔，在这1.5s中，孤岛运行的风电场的大部分风机会因自身频率或电压保护动作而离网，而按照中国《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》，对于110kV双端电源线路上网重合闸方式选择，原则上大电源侧选用“检线路无压”方式，小电源侧选用“检同期”方式。在这种重合闸方式下，小电源侧往往检同期失败，无法完成重合闸。这就导致了风电场脱网事故频发，影响系统安全稳定。为保证风电场电量供应，使得在风电渗透率高的地区也能保证供电的安全性和稳定性，避免区域电网的电压和频率发生大幅波动，本方法具有十分重要的研究意义与实用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，能够实现风电场联络线重合闸成功，保证了高风电渗透率区域的供电安全和供电质量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，包括如下步骤：
(1)载入风电场联络线断路器动作时刻风电场各台风机的实时状态量；
(2)计算风电场等值功角及惯性时间常数；
(3)令n＝i，i＝1；分别计算加速面积和减速面积；
S′acc＝2nπ(PT′-Pfh)
其中Pfh为本地负荷，P'T为故障后风电场的送出功率，n为滑差周期，δjx为极限合闸角，PM为最大功率；
(4)根据等面积定则计算出极限合闸时间如下式
Pc＝PT-P′T
其中，Tj为等值风机惯性时间常数，ω0为故障发生时角频率，Pc为切机量，δ0为故障发生时风电场等值功角；
(5)判断计算出的极限切机时间是否大于2.5s，如果是，则进入步骤(6)，否则令n＝n+1并重新进入步骤(4)计算极限合闸时间；
(6)计算极限合闸角频率和切机量，判断极限合闸角频率的标幺值是否小于工程实际所要求的1.05，若小于，则所求出的切机量即为最小切机量，进入步骤(7)，否则，增大λ并重新执行步骤(3)；
(7)计算出最小切机量后，计算各台风机的混合切机指标，并进行优先级别划分；
(8)令i＝max{CPI}，j＝1，SΣ＝0；将第(i,j)台风机归入切除组，SΣ＝SΣ+S(i,j)；
(9)判断SΣ是否大于最小切机量，若成立切机完毕，否则循环执行步骤(8)。
本发明的有益效果为：(1)本发明所述的基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，能够成功实现风电场联络线重合闸成功，保证了高风电渗透率区域的供电安全和供电质量；(2)相比较于传统的切机方法，本方法综合考虑了频率和电压两个指标，同时简单易行，并保留了尽可能多的风机，有助于重合闸后供电恢复。
附图说明
图1为本发明计算最小切机量所应用的等面积定则原理示意图。
图2为本发明最小切机量计算流程示意图。
图3为本发明切机方法流程示意图。
图4(a)为本发明频率上升速率图。
图4(b)为本发明电压上升速率图
图5为本发明执行CPI切机策略和不执行切机策略整个风电场的频率上升情况示意图。
具体实施方式
本发明主要包括最小切机量计算模块和切机模块。其中：所述最小切机量计算模块通过采集并根据图1所示原理图计算风电场在故障发生时刻的等值功角和惯性时间常数来计算出极限重合闸时间，并求出最小切机量；所述切机模块首先计算出各台风机的混合切机指标CPI并排出优先等级，再根据优先等级从高至低进行切机，直至切机量和大于最小切机量。
如图2和图3所示，一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，包括如下步骤：(1)载入风电场联络线断路器动作时刻风电场各台风机的实时状态量；
(2)计算风电场等值功角及惯性时间常数；
(3)令n＝i，i＝1；分别计算加速面积和减速面积；
S′acc＝2nπ(PT′-Pfh)
其中Pfh为本地负荷，P'T为故障后风电场的送出功率，n为滑差周期，δjx为极限合闸角，PM为最大功率；
(4)根据等面积定则计算出极限合闸时间如下式
Pc＝PT-P′T
其中，Tj为等值风机惯性时间常数，ω0为故障发生时角频率，Pc为切机量，δ0为故障发生时风电场等值功角；
(5)判断计算出的极限切机时间是否大于2.5s，如果是，则进入步骤(6)，否则令n＝n+1并重新进入步骤(4)计算极限合闸时间；
(6)计算极限合闸角频率和切机量，判断极限合闸角频率的标幺值是否小于工程实际所要求的1.05，若小于，则所求出的切机量即为最小切机量，进入步骤(7)，否则，增大λ并重新执行步骤(3)；
(7)计算出最小切机量后，根据图4所示电压和频率上升速率图计算电压和频率在切机指标中所占比例，由此计算各台风机的混合切机指标，并进行优先级别划分；
(8)令i＝max{CPI}，j＝1，S∑＝0；将第(i,j)台风机归入切除组，S∑＝S∑+S(i,j)；
(9)判断S∑是否大于最小切机量，若成立切机完毕，否则循环执行步骤(8)。
表1为根据实际情况划分出的CPI标准化优先等级。
表1
| CPI | 标准化优先等级 |
| [0,5) | 0 |
| [5,8.5) | 1 |
| [8.5,11.5) | 2 |
| [11.5,14.5) | 3 |
| [14.5,17.5) | 4 |
| [17.5,20.5) | 5 |
| [20.5,23.5) | 6 |
| [23.5,∞) | 7 |
如图5所示，快速上升的曲线为不执行切机策略整个风电场的频率上升情况，上升速度缓慢的为执行CPI切机策略时频率上升情况，可以清晰看出，在不执行切机策略时，风电场整体会因为频率越限被自身保护切除，最终导致无法重合闸成功。而执行CPI切机策略时，可以满足频率要求，最终重合闸成功。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (1)
1.一种基于混合指标的风电场孤岛紧急切机方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)载入风电场联络线断路器动作时刻风电场各台风机的实时状态量；
(2)计算风电场等值功角及惯性时间常数；
(3)令n＝i，i＝1；分别计算加速面积和减速面积；
S′acc＝2nπ(P′T-Pfh)
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其中Pfh为本地负荷，P′T为故障后风电场的送出功率，n为滑差周期，δjx为极限合闸角，PM为最大功率；
(4)根据等面积定则计算出极限合闸时间如下式
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其中，Tj为等值风机惯性时间常数，ω0为故障发生时角频率，Pc为切机量，δ0为故障发生时风电场等值功角；
(5)判断计算出的极限切机时间是否大于2.5s，如果是，则进入步骤(6)，否则令n＝n+1并重新进入步骤(4)计算极限合闸时间；
(6)计算极限合闸角频率和切机量，判断极限合闸角频率的标幺值是否小于工程实际所要求的1.05，若小于，则所求出的切机量即为最小切机量，进入步骤(7)，否则，增大λ并重新执行步骤(3)；
(7)计算出最小切机量后，计算各台风机的混合切机指标，并进行优先级别划分；
(8)令i＝max{CPI}，j＝1，SΣ＝0；将第(i,j)台风机归入切除组，SΣ＝SΣ+S(i,j)；
(9)判断SΣ是否大于最小切机量，若成立切机完毕，否则循环执行步骤(8)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109347142A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-15 | 湘电风能有限公司 | 一种风电场有功功率调度方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103280830A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-09-04 | 南京南瑞集团公司 | 一种适用于大规模风电集中接入的过载控制方法 |
| CN103606922A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 一种基于典型故障集的电力系统功角稳定性近似判定方法 |
| KR101372930B1 (ko) * | 2013-01-11 | 2014-03-12 | 삼성중공업 주식회사 | 풍력 발전 시스템의 전력 변환 장치의 초기 충전 방법 |
| WO2014117582A1 (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 国家电网公司 | 一种基于相对动能的电力系统暂态稳定实时紧急控制方法 |
| CN104538939A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 国家电网公司 | 适应三相跳闸形成的含风电孤网运行送出线的重合方法 |
| CN105406460A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-03-16 | 国家电网公司 | 基于广域测量信息的机组强励与直流紧急功率支援协调控制方法 |
| CN106786810A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-31 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 一种频率下垂控制双馈风机的暂态有功支撑能力配置方法 |
| CN106786727A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-31 | 合肥工业大学 | 风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法 |
-
2017
- 2017-07-27 CN CN201710621339.7A patent/CN107565597B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101372930B1 (ko) * | 2013-01-11 | 2014-03-12 | 삼성중공업 주식회사 | 풍력 발전 시스템의 전력 변환 장치의 초기 충전 방법 |
| WO2014117582A1 (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 国家电网公司 | 一种基于相对动能的电力系统暂态稳定实时紧急控制方法 |
| CN103280830A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-09-04 | 南京南瑞集团公司 | 一种适用于大规模风电集中接入的过载控制方法 |
| CN103606922A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 一种基于典型故障集的电力系统功角稳定性近似判定方法 |
| CN104538939A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 国家电网公司 | 适应三相跳闸形成的含风电孤网运行送出线的重合方法 |
| CN105406460A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-03-16 | 国家电网公司 | 基于广域测量信息的机组强励与直流紧急功率支援协调控制方法 |
| CN106786810A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-31 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 一种频率下垂控制双馈风机的暂态有功支撑能力配置方法 |
| CN106786727A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-31 | 合肥工业大学 | 风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109347142A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-15 | 湘电风能有限公司 | 一种风电场有功功率调度方法 |
| CN109347142B (zh) * | 2018-10-30 | 2022-02-11 | 湘电风能有限公司 | 一种风电场有功功率调度方法 |
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