CN113555895B - 考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开公开的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法及系统，包括：获取集群风电场各设备参数及输电线路参数；根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系；根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。通过在确定潮流分析的边界条件时考虑了各影响因素间的耦合关系，提高了潮流仿真分析的准确率。

Description

考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法及系统
技术领域
本发明涉及潮流分析技术领域，尤其涉及考虑多因素耦合影响的风电场潮流分析方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
潮流仿真是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分，对保证电力系统安全稳定运行有着重要作用。
在对包含清洁能源发电系统进行潮流仿真计算时，由于影响潮流计算的影响因素较多，故为了获得准确的潮流计算结果，需要合理确定潮流计算的边界条件，而现有方法在进行潮流仿真分析计算时，边界条件仅是通过单一的影响因素确定，而没有考虑不同影响因素间的耦合影响，致使确定的潮流仿真计算的边界条件不准确，进而使得该潮流仿真计算得到的结果与实际电网运行工况误差较大。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法及系统，确定潮流仿真计算的边界条件时，考虑了不同影响因素间的耦合关系，从而使得确定的边界条件更准确，提高了潮流仿真计算的的准确率。
为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，提出了考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，包括：
获取集群风电场各设备参数及各输电线路参数；
根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系；
根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
第二方面，提出了考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析系统，包括：
数据获取模块，用于获取集群风电场各设备参数及各输电线路参数；
潮流仿真分析模块，用于根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系；
控制模块，用于根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法所述的步骤。
第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法所述的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
1、本公开在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，分别对影响潮流分析的影响因素进行了单一因素灵敏度分析和不同因素间耦合特性分析，根据单一因素灵敏度分析和不同因素间耦合特性分析结果，确定了潮流分析计算的边界条件，根据该边界条件进行潮流仿真分析时，保证了潮流仿真分析结果的准确性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开实施例1公开方法的流程图；
图2为本公开实施例1公开的风电场结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
为了保证风电场电磁暂态分析结果的准确性，在该实施例中公开了考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，包括：
获取集群风电场各设备参数及输电线路参数；
根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系；
根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
进一步的，影响集群风电场潮流分析的影响因素包括：配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式；其中，配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况对风电场潮流分析存在耦合关系影响。
进一步的，确定集群集群风电场潮流分析的边界条件的具体过程为：
对影响集群风电场潮流分析的影响因素进行单一因素灵敏度分析，确定各影响因素的边界条件；
对存在耦合关系的影响因素进行不同因素间耦合特性分析，判断不同影响因素间的耦合性；
根据不同影响因素间的耦合性，确定最终的边界条件。
进一步的，单一因素灵敏度分析为：
计算影响集群风电场潮流分析的影响因素中一种影响因素发生改变，其余影响因素保持不变时的电压波动；
根据电压波动，确定该发生改变的影响因素的边界条件。
进一步的，不同因素间耦合特性分析为：
从存在耦合关系的影响因素中任意选择两个影响因素；
其中一个影响因素保持不变，将另一个影响因素进行改变；
确定一个影响因素保持不变，另一个影响因素发生改变时的电压波动；
将该电压波动与保持不变的影响因素进行单一因素灵敏度分析时获得的电压波动进行比较；
根据比较结果，确定这两个影响因素的耦合性。
进一步的，当存在耦合关系的影响因素间均为弱耦合关系时，单一因素灵敏度分析确定的各影响因素的边界条件即为最终的边界条件。
进一步的，在根据配套电源开机方式确定的边界条件进行潮流分析，对电源容量进行控制时，在潮流分析结果的基础上添加设定数值的电压控制裕度。
结合锡盟“五站五线”及配套风电场对本实施例公开的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法进行详细说明。
锡盟特高压输电通道送端配套36座总容量700万千瓦风电，采用“五站五线”方式进行汇集外送，分别汇集至宝力根、巴彦杭盖、别力古台、白音查干、阿尔善图5个500kV汇集站，接入锡林浩特换流站、胜利特高压站和锡盟特高压站，如图2所示。锡盟“五站五线”及配套工程新建5座500kV变电站，变电容量800万千伏安，新建500kV输电线路1166.1km，新建220kV风电场送出线路401.3km。
“五站五线”配套风电送出工程规模如下：
(1)蓝旗新能源送出工程
阿尔善图500kV汇集站及配套220kV送出工程新建500kV变电站1座，为华润南梁、大唐学田地等7座风电场送出风电，风电总装机容量为1225MW。
阿尔善图500kV汇集站及配套220kV工程相关参数如下：
主变参数：6台ODFSZ-250000/500型单相变压器，变电容量1500MVA，变比为525/230±8×1.25％/35kV。
低压电容器参数：每台主变35kV侧配备1组低压电容器，额定容量为60Mvar。
SVG参数：每台主变35kV侧配备1组SVG，额定容量为±60Mvar。
500kV输电线路参数：锡盟特高压站-阿尔善图汇集站(锡善一线)，线路型号4×JL/G1A-630/45-45/7，线路长度121.481km，全线单回架设。
220kV输电线路参数：
1)阿尔善图-大唐学田地单回线路(田善线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度41.805km；
2)阿尔善图-中车后水泉单回线路(泉善线)，导线型号2×JL/G1A-400/35，长度6.603km；
3)深能六面井-中车后水泉单回线路(井泉线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度14.558km；
4)阿尔善图-华润南梁单回线路(南善线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度28.72km；
5)健安诚乡马-华润南梁单回线路(乡南线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度19.147km；
6)阿尔善图-新锋黑城子单回线路(锋善线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度9.314km；
7)阿尔善图-华电巴拉噶单回线路(噶善线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度5.692km。
(2)白旗新能源送出工程
白音查干500kV汇集站及配套220kV送出工程新建500kV变电站1座，为深能新苏莫、华电英图等9座风电场送出风电，风电总装机总量为1800MW。
白音查干500kV汇集站规模如下：
主变参数：6台ODFSZ-334000/500型单相变压器，变电容量2000MVA，变比为525/230±8×1.25％/35kV。
低压电容器参数：每台主变35kV侧配备4组低压电容器，额定容量为60Mvar。
SVG参数：每台主变35kV侧配备1组SVG，额定容量为±60Mvar。
500kV输电线路参数：锡林浩特特高压站-白音查干汇集站(调度命名锡干一线)，线路型号为4×JL/G1A-630/45-45/7，线路长度209.409km，全线单回架设，并配备1组线路高抗，额定电压525kV，额定容量150Mvar。
220kV输电线路参数：
1)白音查干-风盛/新园古日班单回线路(古干线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度3.75km；
2)白音查干-协鑫/盛世/大唐宝日胡单回线路(胡干线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度48.7km；
3)白音查干-深能新苏莫单回线路(莫干线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度58.8km；
4)白音查干-华润满达单回线路(满干线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度16.7km；
5)白音查干-特电乌宁巴单回线路(巴干线)，导线型号2×JL/G1A-240/30，长度7.05km；
6)特电乌宁巴-华电英图单回线路(英巴线)，导线型号JL/G1A-400/35，长度7.15km。
(3)东苏旗新能源送出工程
巴彦杭盖500kV汇集站及配套220kV送出工程新建500kV变电站1座，为特电风鼎、蒙能巴彦、京能温都尔等6座风电场送出风电，风电装机总量为1375MW。
巴彦杭盖500kV汇集站及配套220kV输电工程规模如下：
主变参数：6台ODFSZ-250000/500型单相变压器，变电容量1500MVA，变比为525/230±8×1.25％/35kV。
低压电容器参数：每台主变35kV侧配备3组低压电容器，额定容量为60Mvar。
SVG参数：每台主变35kV侧配备1组SVG，额定容量为±60Mvar。
500kV输电线路参数：锡林浩特换流站-巴彦杭盖汇集站(调度命名林彦一线)，线路型号为4×JL/G1A-630/45-45/7，线路长度199.743km，全线单回架设，并配备1组线路高抗，额定电压550kV，额定容量180Mvar。
220kV输电线路参数：
1)巴彦杭盖-京能温都尔单回线路(温彦线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度5.567km；
2)巴彦杭盖-特电风鼎单回线路(鼎彦线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度14.555km；
3)巴彦杭盖-蒙能巴彦单回线路(蒙彦线)，导线型号1×JL/G1A-400/35，长度4.341km；
4)巴彦杭盖-金山萨如拉单回线路(萨彦线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度17.148km；
5)金山萨如拉-大唐达日罕单回线路(萨罕线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度10.895km。
(4)阿巴嘎旗新能源送出工程
别力古台500kV汇集站及配套220kV送出工程新建500kV变电站1座，为中能额尔敦、华能那仁等9座风电场送出风电，风电总装机容量为1300MW。
别力古台500kV汇集站规模如下：
主变参数：6台ODFSZ-250000/500型单相变压器，变电容量1500MVA，变比为525/230±8×1.25％/35kV。
低压电容器参数：每台主变35kV侧配备1组低压电容器，额定容量为60Mvar。
SVG参数：每台主变35kV侧配备1组SVG，额定容量为±60Mvar。
500kV输电线路参数：胜利特高压站-别力古台汇集站(调度命名胜别一线)，导线型号为4×JL/G1A-630/45-45/7，线路长度103.791km，全线单回架设。
220kV输电线路参数：
1)别力古台-鑫昇哈夏单回线路(夏别线)，导线型号1×JL/G1A-240/30，长度2.659km；
2)别力古台-奈日木单回线路(奈别线)，导线型号2×JL/G1A-400/35，长度14.395km；
3)奈日木-阿拉腾单回线路(腾奈线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度19.076km；
4)别力古台-华能那仁单/双回线路(那别线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度30.294km；
5)华能那仁-中能额尔敦单回线路(额那线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度18.246km；
6)别力古台-国电投敖伦单/双回线路(敖别线)，导线型号2×JL/G1A-300/40，长度23.23km。
(5)锡林浩特市新能源送出工程
宝力根500kV汇集站及配套220kV送出工程新建500kV变电站1座，为哈日阿图、北方乌达莱等5座风电场送出风电，风电总装机容量为1300MW。
宝力根500kV汇集站规模如下：
主变参数：6台ODFSZ-250000/500型单相变压器，变电容量1500MVA，变比为525/230±8×1.25％/35kV。
低压电容器参数：每台主变35kV侧配备1组低压电容器，额定容量为60Mvar。
SVG参数：每台主变35kV侧配备1组SVG，额定容量为±60Mvar。
500kV输电线路参数：锡林浩特换流站-宝力根汇集站(调度命名林根一线)，线路型号为4×JL/G1A-630/45-45/7，线路长度66.094km，全线单回架设，无换位。
220kV输电线路参数：
1)宝力根-北方乌达莱单回线路(莱宝线)，线路型号2×JL/G1A-300/40，长度23.439km；
2)宝力根-华润伊利勒单回线路(伊宝线)，线路型号1×JL/G1A-400/35，长度18.953km；
3)华润伊利勒-明阳乌力吉单回线路(吉伊线)，线路型号1×JL/G1A-240/30，长度10.023km；
4)宝力根-哈日阿图单回线路(哈宝线)，线路型号2×JL/G1A-400/35，长度33.954km；
5)哈日阿图-神华巴音塔单回线路(塔哈线)，线路型号2×JL/G1A-300/40，长度12.01km。
采用PSASP电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package)软件7.5版本，构建“五站五线”及配套风电场的潮流仿真模型，并根据“五站五线”及配套风电场的各设备参数及输电线路参数对潮流仿真模型的各参数进行设定，包括电网网架结构和系统参数等信息的基础数据根据国家电网华北电力调控分中心2020年下半年运行方式确定，并参考了电网现状及基建工程进展情况，相关站电压参考近期实测电压水平。
潮流仿真分析的计算内容包括：启动调试过程中电压波动及电压控制计算；汇集站主变档位推荐；廊坊-锡盟-胜利交流系统电压控制校核计算。
在对“五站五线”及配套风电场组成的锡盟特高压输电系统进行潮流仿真分析时，需要合理确定潮流仿真分析的边界条件，确保在合理的边界条件下进行潮流分析计算。
确定潮流仿真分析模型边界条件的具体过程为：
S1：确定影响潮流分析的影响因素。
锡盟地区是典型的风火电源打捆经特高压交直流混联电网外送系统，其网架结构薄弱，运行方式复杂多变，潮流分析计算受到配套电源开机组合、直流输送功率、无功补偿投入情况、“五站五线”及配套风电场投产时序等诸多因素的影响。故确定潮流分析计算的影响因素包括配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式；其中，配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况对风电场潮流分析存在耦合关系影响。
因此为保证潮流分析结论的适用性，根据所接入特高压站的位置，选取三个汇集站，即阿尔善图汇集站、别力古台汇集站、宝力根汇集站作为研究对象，对上述各类影响因素对潮流分析计算结果的影响进行灵敏度分析，以确认最严重的边界条件。
S2：对潮流分析的影响因素进行单一因素灵敏度分析，具体为：选定影响因素中的其中一种影响因素进行改变，除该种影响因素外，保持其余影响因素不变；计算其中一种影响因素发生改变，其余因素保持不变时的电压波动；根据电压波动，确定单影响因素的边界条件。
通过PSASP设置空充线路、变压器、无功补偿设备的工况，进行潮流电压分析，获取变电站在操作发生前后的电压变化值。
单一因素灵敏度分析包括：
(1)在直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变配套电源开机方式，进行配套电源开机方式的灵敏度分析。
火电机组对系统具有较强的无功支撑能力，可显著提升系统的稳定性，考虑较严重方式以及“一厂留一机”原则，选取送端配套火电开5台机作为基础方式。
根据机组到主网的电气距离，配套电源分为3个火电机群：接入胜利特高压站1000kV的哈那电厂和马都电厂定义为胜利1000kV火电机群，接入胜利特高压站500kV的恩和电厂定义为胜利500kV火电机群，接入锡林浩特换流站的润青电厂和乌兰电厂定义为换流站火电机群。在每个机群开不同数量机组的方式下，对空充所研究汇集站500kV线路引起的电压波动进行计算分析，结果如下所示。
锡盟特高压站空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000091
锡林浩特换流站空充林根一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000092
Figure BDA0003112343170000101
胜利特高压站空充胜别一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000102
根据上述结果，胜利特高压站与锡林浩特换流站电气距离较短，开机方式对其短路容量的影响难以进行解耦分析，在各火电机群不同开机组合下，空充汇集站500kV线路引起的首端站电压波动差别最多不超过0.55kV。而胜利1000kV机群、胜利500kV机群、换流站机群距离锡盟特高压站的电气距离依次增大，其开机数量越多，锡盟特高压站稳定性依次增强，空充汇集站500kV线路引起的首端站电压波动差别最多不超过0.65kV。故根据电网实际运行情况，选定配套火电厂各开一台机作为边界条件，具体为：恩和、乌兰、润青、哈那、马都电厂各开一台机。
(2)在配套电源开机方式、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变直流输送功率，进行直流输送功率灵敏度分析。
锡泰直流输送功率不同，将对锡盟地区的潮流分布和无功损耗产生较大影响，对计算结论可能产生较大影响。在锡泰直流输送不同功率及停运方式下，对空充所研究汇集站500kV线路引起的电压波动进行计算分析，结果如下。
锡盟特高压站空充锡善一线电压波动情况 单位：kV、MW
直流输送功率 锡盟站500 锡盟站1000 胜利站500 胜利站1000 换流站500
3000 6.373 4.04 0.582 2.07 0.483
2000 6.379 4.04 0.594 2.07 0.499
1000 6.389 4.08 0.614 2.09 0.525
0 6.442 4.17 0.682 2.21 0.598
锡林浩特换流站空充林根一线电压波动情况 单位：kV、MW
直流输送功率 锡盟站500 锡盟站1000 胜利站500 胜利站1000 换流站500
3000 0.242 0.50 0.845 0.80 0.998
2000 0.252 0.50 0.877 0.83 1.044
1000 0.278 0.55 0.944 0.91 1.113
0 0.331 0.67 1.066 1.06 1.255
胜利特高压站空充胜别一线电压波动情况 单位：kV、MW
直流输送功率 锡盟站500 锡盟站1000 胜利站500 胜利站1000 换流站500
3000 0.478 0.98 1.596 1.56 1.344
2000 0.494 1.00 1.638 1.58 1.391
1000 0.520 1.05 1.717 1.69 1.491
0 0.604 1.23 1.896 1.90 1.686
根据上述结果，随着直流输送功率下降，空充汇集站500kV线路引起的各站电压波动逐渐增大，当锡泰直流退出运行时，电压波动最大。故选定锡泰直流停运为边界条件。
(3)在配套电源开机方式、直流输送功率、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变投产时序，进行投产时序灵敏度分析。
由于“五站五线”工程投产时序存在变动的可能性，且5个汇集站投产顺序的排列组合方式过多，因此有必要对投产时序对计算结果的影响进行灵敏度分析。在所研究汇集站最先至最后投运的工况下，对空充其500kV线路引起的各站电压波动情况进行计算，结果如下。
锡盟特高压站空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000111
Figure BDA0003112343170000121
锡林浩特换流站空充林根一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000122
胜利特高压站空充胜别一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000123
根据上述结果，各汇集站的投产时序对计算结果的影响很小，基本在0.01kV左右，其中由于锡盟特高压站没有电源支撑，空充锡善一线的电压波动会受到白音查干汇集站是否投运的影响，但仅在0.1kV左右。故按照工程建设进度确定的投产时序为边界条件，具体的投产时序为：阿尔善图、白音查干、巴彦杭盖、别力古台、宝力根。
(4)在配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变风电场并网情况，进行风电场并网情况灵敏度分析。
“五站五线”启动调试过程中，已带电汇集站下的配套风电场可能陆续并网，同时各汇集站的投产时序仍存在变动的可能性，各风电场的并网情况则更加难以预估，因此需对风电场对计算结果的影响进行灵敏度分析。
从接入锡盟特高压站、胜利特高压站、锡林浩特换流站的500kV汇集站下各选取一个风电场，在其并网的情况下，对空充所研究汇集站500kV线路引起的各站电压波动进行计算，结果如下。考虑较严重方式，风电场按全容量并网考虑，最大同时率为70％。
锡盟特高压站空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000131
锡林浩特换流站空充林根一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000132
胜利特高压站空充胜别一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000133
根据上述结果，不同位置的风电场投运后对电网均有一定程度的电压支撑能力，能够减缓系统电压波动。故选定风电场均不出力为边界条件。
(5)在配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、调相机运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变串补运行方式，进行串补运行方式灵敏度分析。
隆化串补投运可缩短廊坊特高压站至锡盟特高压站的电气距离，提高系统的功率输送能力和稳定性，因此，考虑最严重情况，选取隆化串补不投运作为边界条件。
(6)在配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、高抗运行方式等因素不变的条件下，通过改变调相机运行方式，进行调相机运行方式灵敏度分析。
锡林浩特换流站配有2台调相机，通过升压变接入锡林浩特换流站500kV，正常运行时可改善电网功率因数，维持电网电压水平，暂态过程中可提供较强的无功支撑能力，因此，考虑最严重情况，选取2台调相机均退出运行作为边界条件。
(7)在配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式等因素不变的条件下，通过改变高抗运行方式，进行高抗运行方式灵敏度分析。
锡林浩特换流站与乌兰电厂500kV母线均配有高抗，当系统电压升高时，高抗消耗的无功会随之增大，能够在一定程度上减缓系统电压波动，因此，考虑最严重情况，选取母线高抗退出运行作为边界条件。
S3：为合理确定潮流分析计算的边界条件，明确各影响因素相互叠加后对计算结果的影响，需对不同影响因素间的耦合特性进行分析。其中，隆化串补、调相机、母线高抗的运行特性几乎不会受到运行方式的影响，可认为其对潮流分析计算结果的影响互相独立。故着重分析配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况对潮流分析计算结果影响的耦合特性。根据步骤S2的内容可知，锡盟特高压站空充锡善一线的潮流计算结果受边界条件变动的影响较为明显，因此针对空充锡善一线的电压波动进行研究。
对存在耦合关系的影响因素进行不同因素间耦合特性分析，判断不同影响因素间的耦合性，具体为：
从存在耦合关系的影响因素中任意选择两个影响因素；
其中一个影响因素保持不变，将另一个影响因素进行改变；
确定一个影响因素保持不变，另一个影响因素发生改变时的电压波动；
将该电压波动与保持不变的影响因素进行单一因素灵敏度分析时获得的电压波动进行比较；
根据比较结果，确定这两个影响因素的耦合性。
(1)投产时序与其他因素耦合特性分析
根据S2可知，“五站五线”投产时序对计算结果影响较小，首先分析其与其他因素的耦合特性。在不同配套电源开机方式、直流输送功率、风电场并网情况下，对阿尔善图汇集站在最先、最后投产方式下的空充线路电压波动进行计算，结果如下。
不同直流输送功率及投产时序下空充锡善一线电压波动情况 单位：kV、MW
Figure BDA0003112343170000141
Figure BDA0003112343170000151
不同风机投运及投产时序下空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000152
不同开机方式及投产时序下空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000153
根据上述结果，投产时序对于计算结论的影响不会因其他边界条件变动而发生变化，而开机方式、直流输送功率、风机投运情况对于计算结论的影响同样不会受投产时序的影响，因此投产时序与配套电源开机方式、直流输送功率、风电场并网情况之间的耦合性均较弱，在确认边界条件时可进行解耦分析。
(2)风电场并网情况与其他因素耦合特性分析
根据S2可知，风电场并网情况对计算结果影响同样较小，接下来分析其与其他因素的耦合特性。在不同配套电源开机方式、直流输送功率下，对阿尔善图汇集站在不同风机并网情况下的空充线路电压波动进行计算，结果如下。
不同直流输送功率及风场投运情况下空充锡善一线电压波动情况 单位：kV、MW
投运风场 直流输送功率 锡盟站500 锡盟站1000 胜利站500 胜利站1000 换流站500
无 0 6.64 4.83 0.86 2.61 0.78
无 1500 6.57 4.73 0.83 2.60 0.78
国电投敖伦 1500 6.56 4.70 0.83 2.60 0.78
国电投敖伦 3000 6.42 4.50 0.82 2.58 0.77
深能新苏莫 3000 6.12 4.25 0.78 2.55 0.75
不同开机方式及风场投运情况下空充锡善一线电压波动情况 单位：kV
Figure BDA0003112343170000161
根据上述结果，风机投运情况对于计算结论的影响不会因其他边界条件变动而发生变化，而配套电源开机方式、直流输送功率对于计算结论的影响同样不会受风机投运情况的影响，因此风机投运情况与配套电源开机方式、直流输送功率之间的耦合性均较弱，在确认边界条件时可进行解耦分析。
(3)配套电源开机方式与直流输送功率耦合特性分析
根据S2可知，配套电源开机方式与直流输送功率对计算结果影响相对较大，且这两个因素较大程度上影响着锡盟地区的潮流分布和短路容量，需对二者间的耦合特性进行详细分析。在不同配套电源开机方式、直流输送功率下，对阿尔善图汇集站空充线路电压波动进行计算，结果如下。
不同开机方式及直流输送功率空充锡善一线电压波动情况 单位：kV、MW
Figure BDA0003112343170000162
Figure BDA0003112343170000171
根据上述结果，直流输送功率对于计算结论的影响不会因配套电源开机方式变动而发生变化，而配套电源开机方式对于计算结论的影响趋势在不同直流输送功率下可以保持一致，因此开机方式与直流输送功率相互间的耦合性较弱，在确认边界条件时可进行解耦分析。
综上所述，锡盟送端配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序及风电场并网情况等因素都对计算结论有一定程度的影响，其中锡盟特高压站没有电源支撑，近区计算内容受边界条件影响相对较大。各因素对计算结果的影响以及相互间的耦合特性如下表所示。
各边界因素对计算结果影响及相互耦合特性
Figure BDA0003112343170000172
经研究分析，投产时序与其他因素两两之间的耦合性较弱，可以进行解耦分析，因此结合工程建设进度，以阿尔善图、白音查干、巴彦杭盖、别力古台、宝力根的投产时序进行计算，对锡盟特高压站的电压控制结论留取0.1kV的裕度。风电场并网情况与其他因素两两之间的耦合性较弱，可以进行解耦分析，因此考虑严重方式，所有配套风电场均按不出力考虑。配套电源开机方式与直流功率在对计算结果的影响层面呈弱相关性，可解耦分析，因此考虑严重方式，锡泰直流按停运考虑；而配套电源开机方式对胜利站和锡林浩特换流站计算结果的影响没有明显的规律性，因此结合实际运行情况，选取配套火电厂各开一台机作为边界条件，并在计算的基础上留取0.7kV的电压控制裕度。
综上所述，确定潮流分析的边界条件如下：
(1)送端配套电源开机方式为恩和、乌兰、润青、哈那、马都电厂各开一台机；
(2)锡泰直流停运；
(3)“五站五线”工程投产时序为阿尔善图、白音查干、巴彦杭盖、别力古台、宝力根；
(4)“五站五线”配套风电场均不出力；
(5)隆化串补站未投运；
(6)锡林浩特换流站调相机退出运行；
(7)换流站与乌兰电厂母线高抗退出运行；
(8)锡盟特高压站的电压控制在计算结果基础上留取0.8kV的裕度，胜利特高压站和锡林浩特换流站的电压控制在计算结果基础上留取0.6kV的裕度。
(9)胜利特高压站主变置于531档位，锡盟特高压站主变置于531档位，廊坊特高压站主变置于538档位，海河特高压站主变置于538档位，恩和、润青、乌兰机组升压变均置于522.5档位，哈那、马都机组升压变置于1045档位；
(10)发生线路解环及主变跳闸故障，1000kV线路末端电压上限按1100kV考虑(胜锡II线线路末端电压上限按1110kV考虑)。调试过程中，500kV线路末端电压不超过550kV，220kV母线电压不超过242kV。正常运行时，锡林浩特换流站母线电压运行在510kV～530kV范围内。
根据最终的边界条件进行潮流仿真分析，获取潮流仿真分析结果，包括：电压波动及电压控制、汇集站主变档位推荐、电压控制校核等仿真分析结果。
根据获得的潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
实施例2
在该实施例中，公开了考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析系统，包括：
数据获取模块，用于获取集群风电场各设备参数及各输电线路参数；
潮流仿真分析模块，用于根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系；
控制模块，用于根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
实施例3
在该实施例中，公开了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1公开的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法所述的步骤。
实施例4
在该实施例中，公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1公开的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法所述的步骤。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，其特征在于，包括：
获取集群风电场各设备参数及各输电线路参数；
根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，影响集群风电场潮流分析的影响因素包括：配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式；其中，配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况对风电场潮流分析存在耦合关系影响；
其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系，具体过程为：
对影响集群风电场潮流分析的影响因素进行单一因素灵敏度分析，确定各影响因素的边界条件；
对存在耦合关系的影响因素进行不同因素间耦合特性分析，判断不同影响因素间的耦合性；
根据不同影响因素间的耦合性，确定最终的边界条件；
根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
2.如权利要求1所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，其特征在于，单一因素灵敏度分析为：
计算影响集群风电场潮流分析的影响因素中一种影响因素发生改变，其余影响因素保持不变时的电压波动；
根据电压波动，确定该发生改变的影响因素的边界条件。
3.如权利要求1所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，其特征在于，不同因素间耦合特性分析为：
从存在耦合关系的影响因素中任意选择两个影响因素；
其中一个影响因素保持不变，将另一个影响因素进行改变；
确定一个影响因素保持不变，另一个影响因素发生改变时的电压波动；
将该电压波动与保持不变的影响因素进行单一因素灵敏度分析时获得的电压波动进行比较；
根据比较结果，确定这两个影响因素的耦合性。
4.如权利要求1所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，其特征在于，当存在耦合关系的影响因素间均为弱耦合关系时，单一因素灵敏度分析确定的各影响因素的边界条件即为最终的边界条件。
5.如权利要求1所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法，其特征在于，在根据配套电源开机方式确定的边界条件进行潮流分析，对电源容量进行控制时，在潮流分析结果的基础上添加设定数值的电压控制裕度。
6.考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取集群风电场各设备参数及各输电线路参数；
潮流仿真分析模块，用于根据获取的参数对构建的集群风电场潮流仿真分析模型进行仿真分析，获取潮流分析结果，影响集群风电场潮流分析的影响因素包括：配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况、串补运行方式、调相机运行方式、高抗运行方式；其中，配套电源开机方式、直流输送功率、投产时序、风电场并网情况对风电场潮流分析存在耦合关系影响；
其中，在确定集群风电场潮流分析的边界条件时，考虑了各影响因素间的耦合关系，具体过程为：
对影响集群风电场潮流分析的影响因素进行单一因素灵敏度分析，确定各影响因素的边界条件；
对存在耦合关系的影响因素进行不同因素间耦合特性分析，判断不同影响因素间的耦合性；
根据不同影响因素间的耦合性，确定最终的边界条件；
控制模块，用于根据潮流分析结果，对集群风电场的电源容量及接入点进行控制。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-5任一项所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-5任一项所述的考虑多因素耦合影响的集群风电场潮流分析方法的步骤。
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