CN116488267B - 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 - Google Patents
一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116488267B CN116488267B CN202310527714.7A CN202310527714A CN116488267B CN 116488267 B CN116488267 B CN 116488267B CN 202310527714 A CN202310527714 A CN 202310527714A CN 116488267 B CN116488267 B CN 116488267B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- tap
- power plant
- adjustment
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 54
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005477 standard model Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/28—The renewable source being wind energy
Abstract
本申请涉及一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法、装置及设备，该方法包括获取风电场的拓扑结构图并根据其在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；获取优化参数并根据其对初始风电场模型进行优化得到风电场优化模型；获取风电场并网点的电压运行参数并根据其控制风电场优化模型运行得到VQ运行极限曲线；根据VQ运行极限曲线得到无功极限容量。该方法通过优化后的风电场优化模型，获取需求所需要的电压运行参数并输入至风电场优化模型进行仿真运行得到VQ运行极限曲线，从VQ运行极限曲线中获得风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量，从而实现对风电场无功容量极限仿真计算。
Description
技术领域
本申请涉及电网的风电场技术领域，尤其涉及一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法、装置及设备。
背景技术
近年来，随着风力发电技术的快速发展和成本降低，越来越多的大容量风电场逐步并入交流大电网，新能源装机容量在局部地区占比快速升高。大型新能源建设区域大多位于电网末端，且场内多采用电缆线路，轻载时向系统注入大量无功功率，引起电网末端电压偏高，重载时电力系统电压又可能存在偏低等问题，由此可见，风电场场站无功功率直接并网电压水平。然而实际风电场工程参与无功和电压调整的设备和因素较多，例如按照GB/T19963-2021《风电场接入电力系统技术规定》，风电机组和动态无功补偿装置SVG均为无功源设备，均需按要求具备一定范围内无功功率连续可调的能力。其中，风电机组应具有一定的无功容量，满足在额定有功功率输出时超前0.95～滞后0.95功率因数所确定的运行范围，且在该范围内动态可调；当风电机组的无功容量不能满足电力系统电压调节需要时，应在风电场加装适当容量的集中无功补偿装置，其中动态无功补偿装置的容量应不小于总补偿容量的50％，且实现在感性满载和容性满载之间实现连续可调。此外，风电场变压器分接头受到场站自动电压无功控制系统AVC的控制，随着电力系统电压状态的变化变压器风接头也时常进行调整，进而影响场站的电压和无功分布。
对于风电场的无功容量极限，实际工程多按照NB/T 31078-2016《风电场并网性能评价方法》、GB/T 19963-2021《风电场接入电力系统技术规定》等标准，结合现场经验，采用录波等方式对现场进行测试，然而测试周期长、测试工况少、影响机理不明。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法、装置及设备，用于解决现有不能计算风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量的技术问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，包括以下步骤：
获取风电场的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；
获取优化参数，并根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；
获取风电场并网点的电压运行参数，根据所述电压运行参数控制所述风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；
根据所述VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量；
其中，所述优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据。
优选地，获取所述优化参数的风电机组的有功-无功极性特性数据包括：
设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据所述电压数据和所述有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，所述第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；
根据所述电压数据、所述有功出力数据和所述第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据。
优选地，获取所述优化参数的AVC系统特性数据包括：
获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在所述初始风电场模型上根据所述实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；
以所述实际测量电压数据为横坐标和以所述第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据。
优选地，获取所述优化参数的变压器分接头自动调整数据包括：
获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数，所述原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；
根据所述原始参数采用自动调整策略校正所述分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
其中，所述分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压。
优选地，所述自动调整策略的内容包括：
根据所述分接头参数与所述原始参数对比，得到调整类型；
若所述调整类型为分接头位置异位，按照所述分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，所述分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若所述调整类型为母线电压越限，根据所述变压器测量电压、所述母线电压最大值和所述母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，所述母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若所述调整类型为抽头档位变化，根据所述分接头初始位置、所述母线电压调整数据、所述抽头调整延时时间、所述分接头最大位置和所述分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，所述抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若所述调整类型为过零事件，根据所述抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，所述过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若所述调整类型为变量赋值，根据所述过零事件数据和所述分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
所述变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据。
优选地，采用picdro函数和delay函数计算得到抽头档位变化数据的表达式为：
tchangedown＝picdro({nntap0>＝Tmin.and.changedown.and..not.delay(tchang edown，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
tchangeup＝picdro({nntap0<＝Tmax.and.changeup.and..not.delay(tchangeup，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
式中，tchangedown为下档位变化量，tchangeup为上档位变化量，nntap0为分接头初始位置的变量，Tmin为分接头最小位置的变量，changedown为向下调整电压变量，Tdelay为抽头调整延时时间，Tmax为分接头最大位置的变量，changeup为向上调整电压变量。
优选地，根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型包括：在DigSILENT/PF平台上将所述优化参数代替所述初始风电场模型中对应的风电场参数，得到风电场优化模型。
本申请还提供一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算装置，包括初始模型构建模块、模型优化模块、运行及曲线获取模块和容量输出模块；
所述初始模型构建模块，用于获取风电场的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；
所述模型优化模块，用于获取优化参数，并根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；
所述运行及曲线获取模块，用于获取风电场并网点的电压运行参数，根据所述电压运行参数控制所述风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；
所述容量输出模块，用于根据所述VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量；
其中，所述优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据。
优选地，所述运行及曲线获取模块包括第一参数获取子模块、第二参数获取子模块和第三参数获取子模块；
所述第一参数获取子模块，用于设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据所述电压数据和所述有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，所述第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；以及根据所述电压数据、所述有功出力数据和所述第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据；
所述第二参数获取子模块，用于获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在所述初始风电场模型上根据所述实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；以及以所述实际测量电压数据为横坐标和以所述第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据；
所述第三参数获取子模块，用于获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数；以及根据所述原始参数采用自动调整策略校正所述分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
所述自动调整策略的内容包括：
根据所述分接头参数与所述原始参数对比，得到调整类型；
若所述调整类型为分接头位置异位，按照所述分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，所述分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若所述调整类型为母线电压越限，根据所述变压器测量电压、所述母线电压最大值和所述母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，所述母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若所述调整类型为抽头档位变化，根据所述分接头初始位置、所述母线电压调整数据、所述抽头调整延时时间、所述分接头最大位置和所述分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，所述抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若所述调整类型为过零事件，根据所述抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，所述过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若所述调整类型为变量赋值，根据所述过零事件数据和所述分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
其中，所述原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；所述分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压；所述变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据。
本申请还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法、装置及设备，该方法包括获取风电场的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；获取优化参数，并根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；获取风电场并网点的电压运行参数，根据电压运行参数控制风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；根据VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量。该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法通过在DigSILENT/PF平台构建风电场的模型并采用优化参数进行模型优化，得到风电场优化模型；之后获取需求所需要的电压运行参数并输入至风电场优化模型进行仿真运行得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；最后从VQ运行极限曲线中获得风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量，从而实现对风电场无功容量极限仿真计算，解决了现有不能计算风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法的步骤流程图；
图2为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电场的拓扑结构图；
图3为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法的VQ运行极限曲线；
图4为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电机组的有功-无功极性特性曲线图；
图5为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电场中并网点的实际测量电压数据波形图；
图6为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中AVC系统特性数据的对比图；
图7为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中变压器分接头的自动控制响应波形图；
图8为本申请实施例的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算装置的框架图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法、装置及设备，用于解决了现有不能计算风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量的技术问题。
实施例一：
图1为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法的步骤流程图，图2为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电场的拓扑结构图。
如图2所示，在本申请实施例中，大型风电场包括由集电线路、变压器、送电线路连接数十/百台风电机组以及在风电场的并网点上安装的电抗器和数台动态无功补偿设备SVG组成的。
需要说明的是，
如图1所示，本申请实施例提供了一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，包括以下步骤：
S1.获取风电场的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型。
需要说明的是，在步骤S1中根据风电场的拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建风电场的初始风电场模型。在本实施例中，按照如图2所示的海上风电场场站的拓扑结构图，在DigSILENT/PF平台中构建初始风电场模型，初始风电场模型中风电场内主要设备模型包含有风电机组模型、无功补偿设备模型(SVG设备模型)、变压器模型、电力线路模型等。风电场内的主要设备可采用DigSILENT/PF平台上的仿真软件中的标准模型，在DigSILENT/PF平台构建初始风电场模型的方法可参考行标NB/T 31075–2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》实现。其中，其中，行标NB/T 31075–2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》是电网领域公开的技术知识，此处不对行标NB/T 31075–2016《风电场电气仿真模型建模及验证规程》的内容进行详细阐述。
S2.获取优化参数，并根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型。其中，优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据。
需要说明的是，在步骤S2中一是获取风电场的优化参数，二是根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到优化后的风电场优化模型，为后续获得VQ运行极限曲线提供运行模型。
在本申请实施例中，获取优化参数的母线电压运行限制数据包括：根据风电场的母线电压控制目标和安全运行水平获得。
需要说明的是，实际风电场按照电力系统调度运行需要，一般规定了风电场的母线电压控制目标和安全运行水平规定了不同电压等级稳态运行的电压有极限值，电压有极限值包含电压最小值Umin_xx和电压最大值Umax_xx要求，其中，xx为电压等级标识。如：220kV的母线要求其稳态电压维持在220～240kV之间，即Umin_220kV＝220kV(1pu)、Umax_220kV＝240kV(1.09pu)。35kV的母线要求其稳态电压维持在33.95～37.45kV之间，即Umin_35kV＝33.95kV(0.97pu)和Umax_35kV＝37.45kV(1.07pu)。690V的母线要求其稳态电压维持在621～759V之间，即Umin_690V＝621V(0.9pu)和Umax_690V＝759V(1.1pu)。该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法在DIgSILENT/PF建模平台中，对风电场的各级母线电压的稳态控制目标进行设置，以220kV的母线电压为例，按照电压有极限值作为优化参数的母线电压运行限制数据进行设置，可保证风电场优化模型在仿真过程中母线电压维持在目标控制范围之中。
在本申请实施例中，获取优化参数的SVG无功-电压特性数据包括：获取SVG设备的容量以及根据容量最大的SVG设备的第一容性无功功率或第一感性无功功率，根据容量、第一容性无功功率或第一感性无功功率按照无功控制方式控制初始风电场模型运行，得到无功功率对应的SVG的运行电压数据；根据第一容性无功功率或第一感性无功功率和运行电压数据建SVG无功-电压特性数据。
需要说明的是，动态无功补偿设备SVG按照设计容量Qsvg考虑，该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法在DIgSILENT/PF平台上采用标准变流器模块和按照定无功控制方式建SVG模型，该模型可发出最大容量Qsvg Mvar的容性无功功率或感性无功功率。
图3为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法的VQ运行极限曲线。
S3.获取风电场并网点的电压运行参数，根据电压运行参数控制风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线。
需要说明的是，由于在步骤S2得到优化后的风电场优化模型是在风电场的全部一次拓扑和设备信息的基础上，考虑场控AVC系统控制功能、对风电机组和SVG设备的无功分配策略、同时结合母线电压限制要求以及变压器分抽头的控制策略(如自动调整策略)等多种影响电压的影响因素，通过在DIgSILENT/PowerFactory(简称DIgSILENT/PF)的建模平台上优化得到的，因此在步骤S3中是根据风电场并网点的电压运行参数在优化后的风电场优化模型上进行仿真运行，得到风电场并网点的在不同运行电压下的无功极限值，通过无功极限值和电压运行参数构建VQ运行极限曲线，如图3所示。其中，电压运行参数包括数个运行电压，运行电压可以根据需求设置。
S4.根据VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量。
需要说明的是，在图3中可知，图3的横坐标为无功极限值(标幺值)，纵坐标为运行电压值(pu)，进而由VQ运行极限曲线可获得风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量。
本申请提供的一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，该方法包括获取风电场的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；获取优化参数，并根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；获取风电场并网点的电压运行参数，根据电压运行参数控制风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；根据VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量。该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法通过在DigSILENT/PF平台构建风电场的模型并采用优化参数进行模型优化，得到风电场优化模型；之后获取需求所需要的电压运行参数并输入至风电场优化模型进行仿真运行得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；最后从VQ运行极限曲线中获得风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量，从而实现对风电场无功容量极限仿真计算，解决了现有不能计算风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量的技术问题。
图4为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电机组的有功-无功极性特性曲线图。
在本申请的一个实施例中，获取优化参数的风电机组的有功-无功极性特性数据包括：
设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据电压数据和有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；
根据电压数据、有功出力数据和第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据。
需要说明的是，在风电场中，风电机组机端并网点受到过压和过流的限制，风电机组的端口特性具有无功功率运行极限，具体表现为风电机组在不同的电压和有功功率输出下，风电机组有最大的无功功率输出限制。该无功极限特性理想曲线由风机厂家设计而定，而实际特性应由现场实测获取。在评估风电场并网点处的无功容量运行极限，对于单台风电机组，可采用风机厂家提供设计曲线，亦可采用现场风机的发出最大的容性或者感性无功容量实测数据。由此，该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法通过获得风电机组的第一无功功率数据进行得到有功-无功极性特性数据。在获得容性无功功率数据构成最大容性无功运行极限矩阵，在最大容性无功运行极限矩阵的行向量为电压向量，代表在不同电压数据水平(如0.9pu、1.0pu、1.09pu等)，在最大容性无功运行极限矩阵的列向量为有功功率向量，代表不同的有功出力数据水平下(如0.1pu、0.6pu、0.9pu等)相对应能输出的最大容性无功功率值，容性无功功率数据包括不同有功出力数据水平下相对应能输出的最大容性无功功率值，如下表1所示。
表1为最大容性无功运行极限矩阵的数据
| 0.1pu | 0.6pu | 0.9pu | |
| 0.9pu | -0.41 | -0.41 | -0.3 |
| 1.0pu | -0.44 | -0.44 | -0.44 |
| 1.09pu | -0.44 | -0.44 | -0.44 |
在获得感性无功功率数据构成最大感性无功运行极限矩阵，在最大感性无功运行极限矩阵的行向量为电压向量，代表在不同电压数据水平(如0.9pu、1.0pu、1.09pu等)，在最大感性无功运行极限矩阵的列向量为有功功率向量，代表不同的有功出力数据水平下(如0.1pu、0.6pu、0.9pu等)相对应能输出的最大感性无功功率值，感性无功功率数据包括不同有功出力数据水平下相对应能输出的最大感性无功功率值，如下表2所示。
表2为最大感性无功运行极限矩阵的数据
| 0.1pu | 0.6pu | 0.9pu | |
| 0.9pu | -0.41 | -0.41 | -0.3 |
| 1.0pu | -0.44 | -0.44 | -0.44 |
| 1.09pu | -0.44 | -0.44 | -0.44 |
由表1、表2和图4可知，根据电压数据、有功出力数据和第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性曲线，从风电机组的有功-无功极性特性曲线中获取有功-无功极性特性数据。在实施例中，由图4可知，有功-无功极性特性数据中数据越密集，该有功-无功极性特性曲线越圆滑。其中，在优化初始风电场模型过程中，可以构建单台风电机组的无功运行极限模型作为一个含无功极限限制的无功电源参与风电场整场的潮流控制，进而进行整个风电场的无功容量极限评估计算。
图5为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中风电场中并网点的实际测量电压数据波形图，图6为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中AVC系统特性数据的对比图。
在本申请的一个实施例中，获取优化参数的AVC系统特性数据包括：
获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在初始风电场模型上根据实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；
以实际测量电压数据为横坐标和以第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据。
需要说明的是，风电场的变压器分接头调整策略可根据实际情况进行制定，结合实际工程经验，变压器分接头按照以下控制策略进行考虑，变压器分接头的控制策略内容包括：
AVC系统以风电场并网点电压为控制目标，接受上级下发的电压指令，维持并网点电压的稳定；
当风电场的并网点电压在可控范围内，AVC系统下达无功指令给动态无功补偿设备SVG和风电机组，进行无功功率分配，保证维持风电场的并网点电压稳定在目标值(也称风电场场站的并网点动态控制)；
若风电场内任意等级母线电压(220kV、35kV或者690V)超出运行电压阈值，优先就近调节变压器档位，将该主变低压侧母线电压调节至合理运行水平(如正常工作电压)，实现变压器分接头动态调整控制；
当AVC系统自动调节变压器档位和无功指令下发功能同时触发时，应先通过AVC系统执行调档，且待变压器调档完成后再执行无功指令下发，实现优先级控制。
在本申请实施例中，在DIgSILENT/PF平台中，定义并网点为场控边界节点(功率流向电网为正方向)，测量并网点的基波电压、有功功率和无功功率，通过调节风场场内部的风电机组和SVG设备的无功出力，实现对风电场的并网点的无功功率或电压进行控制。由此该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法获得优化参数的AVC系统特性数据过程中，以获取风电场中并网点的实际测量电压数据作为输入数据，采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据，以实际测量电压数据为横坐标和以第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性曲线如图6所示，从AVC系统特性曲线中获得AVC系统特性数据。其中，实际测量电压数据通过图5展示。
需要说明的是，该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法在获得AVC系统特性数据过程中采用控制并网点电压(即实际测量电压数据)的模式模拟实际AVC系统。为确保所建风电场优化模型中AVC模型与工程AVC实际响应的一致性，可采用实际风电场AVC并网性能测试数据为基础数据进行建模。具体方式为：实际风电场会根据《南方电网自动电压控制(AVC)技术规范》Q/CSG 1203032-2017等标准要求，开展风电场的AVC系统的实测及性能评价。实际的AVC测试原始录波的并网点电压录波波形(即实际测量电压数据的电压波形)如图5所示。其中，《南方电网自动电压控制(AVC)技术规范》Q/CSG 1203032-2017等标准是本领域公知技术标准，因此不对此内容详细阐述。在本实施例中，实测AVC数据和DIgSILENT/PF平台中风电场优化模型的AVC模型波形的一致性比对结果如图6所示，将实际测量电压数据输入DIgSILENT/PF平台中并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，因此得到第二无功功率数据响应仿真与实测不同，但亦能保持较好的吻合度。
图7为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法中变压器分接头的自动控制响应波形图。
在本申请的一个实施例中，获取优化参数的变压器分接头自动调整数据包括：
获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数，原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；
根据原始参数采用自动调整策略校正分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
自动调整策略的内容包括：
根据分接头参数与原始参数对比，得到调整类型；
若调整类型为分接头位置异位，按照分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若调整类型为母线电压越限，根据变压器测量电压、母线电压最大值和母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若调整类型为抽头档位变化，根据分接头初始位置、母线电压调整数据、抽头调整延时时间、分接头最大位置和分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若调整类型为过零事件，根据抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若调整类型为变量赋值，根据过零事件数据和分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据
其中，分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压。
需要说明的是，风电场各级变压器设备包含风电场主变220kV/35kV双绕组变压器、220kV/35kV SVG降压变压器；分接头设置在变压器的一次高压侧，监测站内220kV母线电压和35kV母线电压；自动控制也是控制高压侧母线电压。在该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法获得优化参数的变压器分接头自动调整数据过程中通过电压测量表得到分接头参数的变压器测量电压。在本实施例中，抽头调整延时时间可以记为Tdelay，可以为1s。母线电压最大值可以记为umax，母线电压最小值可以记为umin，分接头初始位置可以记为nntap0，分接头最大位置可以记为Tmax，分接头最小位置可以记为Tmin。
在本申请实施例中，分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量tapup和分接头向下调整变量tapdown。tapdown＝nntap0-1，tapup＝nntap0+1。
在本申请实施例中，根据变压器测量电压、母线电压最大值和述母线电压最小值采用越限调整公式计算得到母线电压调整数据，越限调整公式为：changedown＝umin-u+0.5，changeup＝u-umax+0.5，式中，changedown为向下调整电压变量，changeup为向上调整电压变量，u为变压器测量电压。
在本申请实施例中，过零事件数据包括向上过零变量evtup和向下过零变量evtdown，计算过零事件数据的公式为：vtdown＝tchangedown-0.5，evtup＝tchangeup-0.5。
在本申请实施例中，event函数可以采用event(1，evtdown，'name＝this dtime＝0.value＝tapdown variable＝nntap0')；event(1，evtup，'name＝this dtime＝0.value＝tapup variable＝nntap0')表示，event(enable，trigger，ConfigurationString)函数可以创建或调用任何类型的模拟相关事件。enable为1时使能该事件，否则本事件无效；trigger为触发信号，trigger由0变1的瞬间触发变压器抽头变更事件；ConfigurationString为配置事件的文本字符串，代表变量名字及值的赋值，具体用法可参考DIgSILENT/PF平台中的Help文件。
在本申请实施例中，采用picdro函数和delay函数计算得到抽头档位变化数据的表达式为：
tchangedown＝picdro({nntap0>＝Tmin.and.changedown.and..not.delay(tchang edown，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
tchangeup＝picdro({nntap0<＝Tmax.and.changeup.and..not.delay(tchangeup，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
式中，tchangedown为下档位变化量，tchangeup为上档位变化量，nntap0为分接头初始位置的变量，Tmin为分接头最小位置的变量，changedown为向下调整电压变量，Tdelay为抽头调整延时时间，Tmax为分接头最大位置的变量，changeup为向上调整电压变量。
需要说明的是，picdro函数可以采用value1＝picdro(boolexpr，Tpick，Tdrop)表示，picdro(boolexpr，Tpick，Tdrop)可以这样理解，若boolexpr＝1，则value1从0变为1，上升延迟持续时间为Tpick秒；若boolexpr＝0，则value1从1更改为0，下降延迟持续时间为Tdrop秒；若boolexpr不为0且不为1时，value1保持不变。delay函数可以采用value2＝delay(x，Tdelay)表示，可以理解为将延时Tdelay秒的x给到value2。
在本申请实施例中，如图7所示，通过该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法得到优化后风电场优化模型中自动调整策略可以在0s负荷增大时，母线电压降低，通过自动调整策略调整变压器的分接头，可最终将母线电压维持在最值Umin和Umax之间。
在本申请的一个实施例中，根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型包括：在DigSILENT/PF平台上将优化参数代替初始风电场模型中对应的风电场参数，得到风电场优化模型。
实施例二：
图8为本申请实施例所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算装置的框架图。
如图8所示，本申请实施例提供了一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算装置，包括初始模型构建模块10、模型优化模块20、运行及曲线获取模块30和容量输出模块40；
初始模型构建模块10，用于获取风电场的拓扑结构图，并根据拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；
模型优化模块20，用于获取优化参数，并根据优化参数对初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；
运行及曲线获取模块30，用于获取风电场并网点的电压运行参数，根据电压运行参数控制风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；
容量输出模块40，用于根据VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量；
其中，优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据。
在本申请实施例中，运行及曲线获取模块30包括第一参数获取子模块、第二参数获取子模块和第三参数获取子模块；
第一参数获取子模块，用于设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据电压数据和有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；以及根据电压数据、有功出力数据和第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据；
第二参数获取子模块，用于获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在初始风电场模型上根据实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；以及以实际测量电压数据为横坐标和以第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据；
第三参数获取子模块，用于获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数；以及根据原始参数采用自动调整策略校正分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
自动调整策略的内容包括：
根据分接头参数与原始参数对比，得到调整类型；
若调整类型为分接头位置异位，按照分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若调整类型为母线电压越限，根据变压器测量电压、母线电压最大值和母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若调整类型为抽头档位变化，根据分接头初始位置、母线电压调整数据、抽头调整延时时间、分接头最大位置和分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若调整类型为过零事件，根据抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若调整类型为变量赋值，根据过零事件数据和分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
其中，原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压；变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据。
需要说明的是，实施例二装置中模块对应于实施例一方法中的步骤，该基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法的内容已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中模块的内容进行详细阐述。
实施例三：
本申请实施例提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时的存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取风电场的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；
获取优化参数，并根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；所述优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据；
获取风电场并网点的电压运行参数，根据所述电压运行参数控制所述风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；
根据所述VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量；
获取所述优化参数的风电机组的有功-无功极性特性数据包括：
设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据所述电压数据和所述有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，所述第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；
根据所述电压数据、所述有功出力数据和所述第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据；
获取所述优化参数的AVC系统特性数据包括：
获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在所述初始风电场模型上根据所述实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；
以所述实际测量电压数据为横坐标和以所述第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据；
获取所述优化参数的变压器分接头自动调整数据包括：
获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数，所述原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；所述分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压；
根据所述原始参数采用自动调整策略校正所述分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
所述自动调整策略的内容包括：
根据所述分接头参数与所述原始参数对比，得到调整类型；
若所述调整类型为分接头位置异位，按照所述分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，所述分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若所述调整类型为母线电压越限，根据所述变压器测量电压、所述母线电压最大值和所述母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，所述母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若所述调整类型为抽头档位变化，根据所述分接头初始位置、所述母线电压调整数据、所述抽头调整延时时间、所述分接头最大位置和所述分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，所述抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若所述调整类型为过零事件，根据所述抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，所述过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若所述调整类型为变量赋值，根据所述过零事件数据和所述分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
所述变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据。
2.根据权利要求1所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，其特征在于，采用picdro函数和delay函数计算得到抽头档位变化数据的表达式为：
tchangedown＝picdro({nntap0>＝Tmin.and.changedown.and..not.delay(tchangedown，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
tchangeup＝picdro({nntap0<＝Tmax.and.changeup.and..not.delay(tchangeup，Tdelay/50)}，Tdelay，0.0)；
式中，tchangedown为下档位变化量，tchangeup为上档位变化量，nntap0为分接头初始位置的变量，Tmin为分接头最小位置的变量，changedown为向下调整电压变量，Tdelay为抽头调整延时时间，Tmax为分接头最大位置的变量，changeup为向上调整电压变量。
3.根据权利要求1所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法，其特征在于，根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型包括：在DigSILENT/PF平台上将所述优化参数代替所述初始风电场模型中对应的风电场参数，得到风电场优化模型。
4.一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算装置，其特征在于，包括初始模型构建模块、模型优化模块、运行及曲线获取模块和容量输出模块；
所述初始模型构建模块，用于获取风电场的拓扑结构图，并根据所述拓扑结构图在DigSILENT/PF平台上构建初始风电场模型；
所述模型优化模块，用于获取优化参数，并根据所述优化参数对所述初始风电场模型进行优化，得到风电场优化模型；所述优化参数包括母线电压运行限制数据、风电机组的有功-无功极性特性数据、SVG无功-电压特性数据、AVC系统特性数据和变压器分接头自动调整数据；
所述运行及曲线获取模块，用于获取风电场并网点的电压运行参数，根据所述电压运行参数控制所述风电场优化模型运行，得到风电场并网点的VQ运行极限曲线；
所述容量输出模块，用于根据所述VQ运行极限曲线得到风电场并网点在不同运行电压下的无功极限容量；
所述模型优化模块包括第一参数获取子模块、第二参数获取子模块和第三参数获取子模块；
所述第一参数获取子模块，用于设置风电机组的电压数据和有功出力数据，根据所述电压数据和所述有功出力数据控制风电场的风电机组进行最大容性无功运行和最大感性无功运行，得到风电机组的第一无功功率数据，所述第一无功功率数据包括容性无功功率数据和感性无功功率数据；以及根据所述电压数据、所述有功出力数据和所述第一无功功率数据构建风电机组的有功-无功极性特性数据；
所述第二参数获取子模块，用于获取风电场中并网点的实际测量电压数据，在所述初始风电场模型上根据所述实际测量电压数据并采用无功控制模式模拟AVC系统运行，得到风电场的第二无功功率数据；以及以所述实际测量电压数据为横坐标和以所述第二无功功率数据为纵坐标，构建风电场的AVC系统特性数据；
所述第三参数获取子模块，用于获取风电场中变压器的原始参数和分接头参数；以及根据所述原始参数采用自动调整策略校正所述分接头参数，得到变压器分接头自动调整数据；
所述自动调整策略的内容包括：
根据所述分接头参数与所述原始参数对比，得到调整类型；
若所述调整类型为分接头位置异位，按照所述分接头初始位置的变量加1或减1计算，得到分接头位置调整数据，所述分接头位置调整数据包括分接头向上调整变量和分接头向下调整变量；
若所述调整类型为母线电压越限，根据所述变压器测量电压、所述母线电压最大值和所述母线电压最小值计算，得到母线电压调整数据，所述母线电压调整数据包括向上调整电压变量和向下调整电压变量；
若所述调整类型为抽头档位变化，根据所述分接头初始位置、所述母线电压调整数据、所述抽头调整延时时间、所述分接头最大位置和所述分接头最小位置采用picdro函数和delay函数计算，得到抽头档位变化数据，所述抽头档位变化数据包括下档位变化量和上档位变化量；
若所述调整类型为过零事件，根据所述抽头档位变化数据加0.5或减0.5计算，得到过零事件数据，所述过零事件数据包括向上过零变量和向下过零变量；
若所述调整类型为变量赋值，根据所述过零事件数据和所述分接头位置调整数据采用event函数计算，得到分接头的当前变量赋值数据；
其中，所述原始参数包括变压器的抽头调整延时时间、母线电压最大值、母线电压最小值、分接头初始位置、分接头最大位置和分接头最小位置；所述分接头参数包括实际风电场中变压器的分接头位置和变压器测量电压；所述变压器分接头自动调整数据包括分接头位置调整数据、母线电压调整数据、抽头档位变化数据、过零事件数据和当前变量赋值数据。
5.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-3任意一项所述的基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310527714.7A CN116488267B (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310527714.7A CN116488267B (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116488267A CN116488267A (zh) | 2023-07-25 |
| CN116488267B true CN116488267B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=87217792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310527714.7A Active CN116488267B (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116488267B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102904266A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-30 | 内蒙古自治区电力科学研究院 | 一种确立风电场无功补偿容量适网性的方法 |
| CN104538979A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-22 | 思源清能电气电子有限公司 | 风电场动态无功补偿容量优化的仿真建模方法 |
| CN107994607A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种风电场无功补偿装置的容量优化配置方法及系统 |
| CN111799813A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-20 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 计及风电机组无功调节的海上风电场无功优化配置方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104283210B (zh) * | 2014-08-29 | 2016-06-29 | 清华大学 | 基于分布式潮流计算的风电汇集区域两级分布式仿真方法 |
-
2023
- 2023-05-11 CN CN202310527714.7A patent/CN116488267B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102904266A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-30 | 内蒙古自治区电力科学研究院 | 一种确立风电场无功补偿容量适网性的方法 |
| CN104538979A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-22 | 思源清能电气电子有限公司 | 风电场动态无功补偿容量优化的仿真建模方法 |
| CN107994607A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种风电场无功补偿装置的容量优化配置方法及系统 |
| CN111799813A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-20 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 计及风电机组无功调节的海上风电场无功优化配置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116488267A (zh) | 2023-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10826292B2 (en) | Multi-time-scale digital/analog hybrid simulation system and method for power distribution network and storage medium | |
| Dong et al. | Probabilistic load flow analysis for power system containing wind farms | |
| CN110492524A (zh) | 无通信海上风电场柔直并网的有功-频率控制方法及系统 | |
| CN102904266B (zh) | 一种确立风电场无功补偿容量适网性的方法 | |
| Hariri et al. | Impacts and interactions of voltage regulators on distribution networks with high PV penetration | |
| CN106406272A (zh) | 一种风电场中静止无功发生器的控制器性能测试方法 | |
| CN112287540A (zh) | 一种风电场接入电网的电磁暂态联合仿真方法 | |
| CN106410862B (zh) | 基于有功恢复斜率校正的风电场单机等值方法 | |
| CN110445171A (zh) | 一种基于海上风电场柔直系统的有功频率控制方法及系统 | |
| CN112072692A (zh) | 一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置 | |
| CN105279297B (zh) | 一种基于工程应用的pss/e电力系统等值方法 | |
| CN116488267B (zh) | 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置 | |
| CN115358079B (zh) | 风电场场站实时仿真模型的构建方法和阻抗特性评估方法 | |
| CN114784820A (zh) | 一种动态无功补偿装置的建模方法、系统、设备和介质 | |
| CN115940157A (zh) | 稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备 | |
| CN113013913B (zh) | 风电场无功电压控制系统和方法 | |
| CN108736483B (zh) | 一种电网运行方式的确定方法及确定系统 | |
| CN113346553A (zh) | 一种可再生能源发电站出力占比的评估方法和装置 | |
| Khalel et al. | Dynamic security assessment for the power system in the presence of wind turbines | |
| Dhayalini | Optimal allocation of distributed solar photovoltaic generation on electrical distribution system under uncertainties. | |
| CN113946985B (zh) | 一种确定新能源场站等值模型的方法及系统 | |
| Li et al. | Wind farms reactive power optimization using genetic/tabu hybrid algorithm | |
| CN116581757B (zh) | 考虑高比例电力电子化设备的负荷模型建模方法及系统 | |
| CN111884234B (zh) | 精准切机紧急控制方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN116384152A (zh) | 一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |