CN116738677B - 一种风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置，该方法包括采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；获取风电场场站的设备数据并在电磁封装模型的基础上增加设备数据，得到风电场场站的电磁暂态模型；对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。该方法通过校验后构建的电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验得到试验结果；根据试验结果与风电场并网点技术指标比较实现对风电场场站运行的适应性能力评价。

Description

一种风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置

技术领域

本申请涉及电网的风电场技术领域，尤其涉及一种风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置。

背景技术

随着大规模风电场接入电网系统，电网对风电场场站的运行适应性要求逐步提高。目前，GB/T 36994-2018《风力发电机组电网适应性测试规程》已对风电机组的运行适应性能力现场测试做出了明确的要求，风电机组的运行适应性能力现场测试的内容包括电压偏差、闪变、谐波、频率和三相电压不平衡适应性这五个测试项目。

然而，电网的大型风电场除包含百十台风电机组等设备外，还包括大量汇集系统的集电线路、数台动态无功补偿装置(SVG)等关键设备，大型场站的运行适应性不宜由单机的结论简单替代。现有的NB/T 31078-2016《风电场并网性能评价方法》给出了评价方法，但是仅查看风电机组电网适应性检测报告的方式进行简单评估，评估方法不包含集电线路、动态无功补偿装置等关键设备等影响，已不适应于大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力验证评价。而GB/T 19963-2021《风电场接入电力系统技术规定》明确规定了风电场的运行适应性是并网点处特性测评，因此必须包含电网的集电线路、动态无功补偿SVG等，因此现有对风电机组电网适应性测试评价方式不满足大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力评价。

发明内容

本申请实施例提供了一种风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置，用于解决现有对风电机组电网适应性测试评价方式不满足大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力评价的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

一种风电场场站运行的适应性能力评价方法，包括以下步骤：

采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；

获取风电场场站的设备数据根据所述设备数据在所述电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型；

对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；

根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。

优选地，对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果包括：

获取仿真的初始状态参数，所述初始状态参数包括仿真时间、风电场并网点的初始电压和额定频率；

根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行电压偏差、频率偏差和谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压、供电频率和供电谐波；

采用并网点受控电压源模拟电网对所述电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度；

其中，所述试验结果包括风电场场站并网点的标称电压、供电频率、供电谐波、供电闪变值和三相电流不平衡度。

优选地，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行电压偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压的内容包括：

对所述电磁暂态模型中的并网点由所述初始电压按照单位电压逐级向上上升至1.1倍初始电压进行电压阶跃测试；

对所述电磁暂态模型中的并网点由所述初始电压按照单位电压逐级向下下降至0.9倍初始电压进行电压阶跃测试，得到风电场场站并网点的标称电压。

优选地，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行频率偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电频率包括：

对所述电磁暂态模型的并网点由所述额定频率按照单位频率逐级向上上升至频率上限阈值进行频率阶跃测试；

对所述电磁暂态模型的并网点由所述额定频率按照单位频率逐级向下下降至频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到风电场场站并网点的供电频率。

优选地，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电谐波包括：

获取谐波电压适应性仿真测试的谐波参数，所述谐波参数包括电压总谐波畸变率、奇次谐波含有率和偶次谐波含有率；

根据所述谐波参数对电磁暂态模型的并网点进行奇次与偶次谐波组合、各次奇次谐波和各次偶次谐波测试，得到风电场场站并网点的供电谐波。

优选地，采用并网点受控电压源模拟电网对所述电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度包括：

获取闪变参数和运行参数，所述闪变参数包括闪变限值和不同数值的闪变推荐值，所述运行参数包括风电场场站的运行工况和电压不平衡度；

在所述闪变限值范围为，根据不同数值的所述闪变推荐值对所述电磁暂态模型进行仿真测试，得到风电场场站并网点的供电闪变值；

根据所述运行参数对所述电磁暂态模型进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；

根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度。

优选地，对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型包括：对所述初始电磁封装模型依次进行故障穿越准确性、电压频率保护有效性、电压频率保护动作阈值和机组电压不平衡性的性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型。

优选地，对所述初始电磁封装模型进行电压频率保护有效性和电压频率保护动作阈值的性能有效性校验的内容包括：

获取校验的初始条件参数，所述初始条件参数包括有效性校验时间、保护动作校验时间、机端电压和初始频率；

对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向上上升至1.6倍机端电压或电压上限阈值进行电压阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向下下降至0或电压下限阈值进行电压阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的第一动作数据；

对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向上上升至频率保护上限或频率上限阈值进行频率阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向下下降至频率保护下限或频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于过频率状态的第二动作数据；

根据所述第一动作数据为初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过电压保护有效性和电压保护动作阈值的校验；

根据所述第二动作数据为初始电磁封装模型处于过频率状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过频率保护有效性和频率保护动作阈值的校验。

优选地，根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果包括：

若所述标称电压为0.9～1.1倍的初始电压，则风电场场站的风电机组能正常运行；若所述标称电压大于1.1倍的初始电压或小于0.9倍的初始电压，则风电场场站的风电机组按高电压或低电压穿越要求运行；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力。

本申请还提供一种风电场场站运行的适应性能力评价装置，包括模型构建及校验模块、电磁模型构建模块、仿真试验模块和评价模块；

所述模型构建及校验模块，用于采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；

所述电磁模型构建模块，用于获取风电场场站的设备数据根据所述设备数据在所述电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型；

所述仿真试验模块，用于对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；

所述评价模块，用于根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：该风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置，该方法包括采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；获取风电场场站的设备数据并在电磁封装模型的基础上增加设备数据，得到风电场场站的电磁暂态模型；对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。该风电场场站运行的适应性能力评价方法通过校验后构建的电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；之后根据试验结果与风电场并网点技术指标比较实现对风电场场站运行的适应性能力评价。解决现有对风电机组电网适应性测试评价方式不满足大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力评价的技术问题。

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风电场场站运行的适应性能力评价方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中风电场场站的拓扑结构图；

图3为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中电磁暂态模型的示意图；

图4为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中试验实施例的电压幅值图；

图5为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中试验实施例的并网点有功功率图；

图6为本申请实施例的风电场场站运行的适应性能力评价装置的框架图。

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风电场场站运行的适应性能力评价方法及装置，用于解决现有对风电机组电网适应性测试评价方式不满足大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力评价的技术问题。

实施例一：

图1为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法的步骤流程图，图2为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中风电场场站的拓扑结构图。

如图2所示，在本申请实施例中，风电场场站包括集电线路、变压器、送电线路、数十/百台风电机组、电抗器和数台动态无功补偿设备SVG。其中，数十/百台风电机组连接在送电线路上，电抗器和数台动态无功补偿设备SVG是安装在风电场场站的并网点上。

如图1所示，本申请实施例提供了一种风电场场站运行的适应性能力评价方法，包括以下步骤：

S1.采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型。

需要说明的是，在步骤S1中，构建电磁暂态的初始电磁封装模型符合风电场场站中风电机组的实际功率特性的要求，通过对该初始电磁封装模型的有效性校验可以得到电磁封装模型，使得电磁封装模型能够适用于风电场场站级运行适应性评估或评价。其中，电磁仿真模型是本领域比较成熟的技术，此处不作详细阐述。

在本申请实施例中，对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型包括：对初始电磁封装模型依次进行故障穿越准确性、电压频率保护有效性、电压频率保护动作阈值和机组电压不平衡性的性能有效性校验，得到电磁封装模型。

需要说明的是，对初始电磁封装模型进行故障穿越准确性的性能有效性校验包括：

获取初始电磁封装模型以控制器现场实测或半实物硬件在环仿真数据为验证基础数据；

根据NB/T 31053-2021的《风电机组电气仿真模型验证规程》，开展设备级对初始电磁封装模型的准确性校验。其中，NB/T 31053-2021的《风电机组电气仿真模型验证规程》是电网领域公开的行规，此处不对NB/T 31053-2021的《风电机组电气仿真模型验证规程》的内容进行详细阐述。

在本申请实施例中，对初始电磁封装模型进行电压频率保护有效性和电压频率保护动作阈值的性能有效性校验的内容包括：

获取校验的初始条件参数，初始条件参数包括有效性校验时间、保护动作校验时间、机端电压和初始频率；

对初始电磁封装模型由机端电压按照间隔电压逐级向上上升至1.6倍机端电压或电压上限阈值进行电压阶跃测试，以及对初始电磁封装模型由机端电压按照间隔电压逐级向下下降至0或电压下限阈值进行电压阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的第一动作数据；

对初始电磁封装模型由初始频率按照间隔频率逐级向上上升至频率保护上限或频率上限阈值进行频率阶跃测试，以及对初始电磁封装模型由初始频率按照间隔频率逐级向下下降至频率保护下限或频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于过频率状态的第二动作数据；

根据第一动作数据为初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过电压保护有效性和电压保护动作阈值的校验；

根据第二动作数据为初始电磁封装模型处于过频率状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过频率保护有效性和频率保护动作阈值的校验。

需要说明的是，频率保护上限、频率保护下限、频率上限阈值、频率下限阈值、间隔电压和间隔频率可以根据需求设置，例如在电压频率保护有效性校验过程中，间隔电压可以选为0.05倍的机端电压，间隔频率可以选为0.5Hz；而在电压频率保护动作阈值校验过程中，间隔电压可以选为0.01倍的机端电压，间隔频率可以选为0.1Hz。有效性校验时间不少于风电机组电压、频率设置的最大保护延时时间。在本实施例中，若初始频率选为50Hz，机端电压1.0pu，pu为标幺值。电压保护有效性的校验的目的是测试电压保护功能是否有效，其校验过程是：机端电压从初始条件参数按照间隔电压值0.05pu逐级向上至1.6pu或电压上限阈值进行电压阶跃测试，测试初始电磁封装模型处于高电压状态达到阈值后是否正确动作，实现测试高电压保护功能的有效性。机端电压从初始条件参数按照间隔电压值0.05pu逐级向下至0或电压下限阈值进行电压阶跃测试，测试初始电磁封装模型处于低电压状态达到阈值后是否正确动作，实现测试低电压保护功能的有效性。频率保护有效性校验的目的是：测试频率保护功能是否有效，其过程是：从初始频率按照间隔频率值0.5Hz逐级向上至55Hz或频率上限阈值进行频率阶跃测试，测试过频率保护达到阈值后是否正确动作，实现测试过频保护功能的有效性；从初始频率按照间隔频率值0.5Hz逐级向下至45Hz进行频率阶跃测试，测试过频率保护达到阈值后是否正确动作，实现测试过频保护功能的有效性。

在本实施例中，动作数据可以为风电场场站中变流器保护的动作验证初始电磁封装模型的结果是否正确脱网。例如若风电机组并网点电压或频率达到保护设定的阈值，变流器的送电功率由稳态值变0或者保护动作位由0变1，说明初始电磁封装模型保护动作机组已正确脱网，反之未正确脱网。

在本申请实施例中，对初始电磁封装模型进行机组电压不平衡性的性能有效性校验的内容包括：根据NB/T 31054–2014标准《风电机组运行适应性测试规程》的风电机组/场站的电压不平衡有定量技术指标对初始电磁封装模型进行机组电压不平衡性进行校验。

需要说明的是，NB/T 31054–2014标准《风电机组运行适应性测试规程》的内容是电网领域公开的行规，此处不再对其内容做详细阐述。在本实施例中，对初始电磁封装模型的风电机组和SVG设备分别进行机端电压的2％和4％的不平衡试验，进而计算三相负序电流的不平衡度仿真值，如果负序电流不平衡度仿真值与实测值相差不超过0.05％，判别初始电磁封装模型通过机组电压不平衡性校验。

S2.获取风电场场站的设备数据，根据设备数据在电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型。

图3为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中电磁暂态模型的示意图。

需要说明的是，在步骤S2中是基于步骤S1得到的电磁暂态模型根据实际的拓扑结构构建风电场场站详细电路的电磁暂态模型。在本实施例中，风电场场站的设备数据包括风电机组、SVG设备、变压器、场内线路等，风电场场站的设备数据中设备位置、机组台数、电气参数、控制保护定值均应与现场风电场场站实际保持一致。其中，该实施例中构建风电场场站的电磁暂态模型如图3所示，电磁暂态模型包括并网点电压源(用于模拟电压适应性试验)、升压变压器、海底电缆模块、无损功率倍乘模块、风电机组动态链接库模型、SVG设备动态链接库模型等元件构成。

S3.对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果。

需要说明的是，在步骤S3中是根据构建的电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，并得到试验结果为后续进行风电场场站运行的适应性能力评价提供数据。其中，试验结果包括风电场场站并网点的标称电压、供电频率、供电谐波、供电闪变值和三相电流不平衡度。

S4.根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。

需要说明的是，在步骤S4中是根据风电场并网点技术指标对步骤S3得到的试验结果进行评价。在本实施例中，风电场并网点技术指标包括风电场并网点电压偏差适应性技术要求、风电场并网点频率偏差适应性技术要求、风电场并网点谐波适应性技术要求、风电场并网点闪变适应性技术要求和风电场并网点三相不平衡适应性技术要求。

在本申请实施例中，根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果包括：

若标称电压为0.9～1.1倍的初始电压，则风电场场站的风电机组能正常运行；若标称电压大于1.1倍的初始电压或小于0.9倍的初始电压，则风电场场站的风电机组按高电压或低电压穿越要求运行；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力。

需要说明的是，高电压穿越要求和低电压穿越要求的内容可以参照按照GB/T19963规定的低电压和高电压穿越的要求内容。在本实施例中，在并网点的供电频率在GB/T19963要求的运行范围内时，风电场场站内的风电机组应能正常运行。在并网点的供电谐波在GB/T 14549要求的运行范围内时，风电场场站内的风电机组应能正常运行。在并网点的供电闪变值在GB/T 12326要求的运行范围内时，风电场场站内的风电机组应能正常运行。其中，GB/T19963、GB/T 14549和GB/T 12326要求内容都是电网领域公开的行规，此处不作详细阐述。

本申请提供的一种风电场场站运行的适应性能力评价方法，该方法包括采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；获取风电场场站的设备数据并在电磁封装模型的基础上增加设备数据，得到风电场场站的电磁暂态模型；对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。该风电场场站运行的适应性能力评价方法通过校验后构建的电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；之后根据试验结果与风电场并网点技术指标比较实现对风电场场站运行的适应性能力评价。解决现有对风电机组电网适应性测试评价方式不满足大规模风电场接入风电场场站级的运行适应性能力评价的技术问题。

在本申请的一个实施例中，对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果包括：

获取仿真的初始状态参数，初始状态参数包括仿真时间、风电场并网点的初始电压和额定频率；

根据初始状态参数对电磁暂态模型进行电压偏差、频率偏差和谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压、供电频率和供电谐波；

采用并网点受控电压源模拟电网对电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度。

需要说明的是，每次对电磁暂态模型进行仿真测试的仿真时间不少于风电机组保护设置的最大保护延时时间。风电场并网点的初始电压可以选为1.0pu，风电场并网点的额定频率可以选为50Hz。

在本申请的一个实施例中，根据初始状态参数对电磁暂态模型进行电压偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压的内容包括：

对电磁暂态模型中的并网点由初始电压按照单位电压逐级向上上升至1.1倍初始电压进行电压阶跃测试；

对电磁暂态模型中的并网点由初始电压按照单位电压逐级向下下降至0.9倍初始电压进行电压阶跃测试，得到风电场场站并网点的标称电压。

图4为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中试验实施例的电压幅值图，图5为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法中试验实施例的并网点有功功率图。

需要说明的是，在电磁暂态模型的并网点受控电压源模拟电网电压偏差，进行如下连续阶跃试验，试验的内容是：并网点由初始电压按照单位电压0.05pu逐级向上至1.1pu进行电压阶跃测试；之后并网点由初始电压按照单位电压0.05pu逐级向下至0.9pu进行电压阶跃测试，得到风电场场站并网点的标称电压。例如：以某一实际500kV并网的1300MW海风场集群为例，受控电压源电压幅值下降工况(1.0pu→0.95pu→0.9pu)为例进行试验如图4所示，得到并网点的有功功率出力情况如图5所示。由图4可知，在并网点0.9pu时，整个海风场的风电机组出现有功功率振荡，因此该工况下场站的电压偏差适应性不满足风电场并网点电压偏差适应性技术要求。

在本申请的一个实施例中，根据初始状态参数对电磁暂态模型进行频率偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电频率包括：

对电磁暂态模型的并网点由额定频率按照单位频率逐级向上上升至频率上限阈值进行频率阶跃测试；

对电磁暂态模型的并网点由额定频率按照单位频率逐级向下下降至频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到风电场场站并网点的供电频率。

需要说明的是，单位频率可以根据需求设置，此实施例中单位频率选为0.5Hz。在电磁暂态模型的并网点受控电压源模拟电网频率偏差，进行如下连续阶跃试验，试验的内容是：并网点由额定频率按照单位频率0.5Hz逐级向上至51.5Hz进行频率阶跃测试；并网点由额定频率按照单位频率0.5Hz逐级向下至46.5Hz进行频率阶跃测试，得到风电场场站并网点的供电频率。

在本申请的一个实施例中，根据初始状态参数对电磁暂态模型进行谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电谐波包括：

获取谐波电压适应性仿真测试的谐波参数，谐波参数包括电压总谐波畸变率、奇次谐波含有率和偶次谐波含有率；

根据谐波参数对电磁暂态模型的并网点进行奇次与偶次谐波组合、各次奇次谐波和各次偶次谐波测试，得到风电场场站并网点的供电谐波。

需要说明的是，在并网点由初始状态参数受控电压源模拟电网谐波背景，进行如下仿真测试，测试的内容是：电压总谐波畸变率进行奇次与偶次谐波组合测试；其次在电磁暂态模型并网点按照奇次谐波含有率进行各次奇次谐波测试；最后在电磁暂态模型并网点按照偶次谐波含有率进行各次偶次谐波测试，得到风电场场站并网点的供电谐波。在本实施例中，电压总谐波畸变率可以设置为3％，奇次谐波含有率可以设置为2.4％，偶次谐波含有率可以设置为1.2％。

在本申请的一个实施例中，采用并网点受控电压源模拟电网对电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度包括：

获取闪变参数和运行参数，闪变参数包括闪变限值和不同数值的闪变推荐值，运行参数包括风电场场站的运行工况和电压不平衡度；

在闪变限值范围为，根据不同数值的闪变推荐值对电磁暂态模型进行仿真测试，得到风电场场站并网点的供电闪变值；

根据运行参数对电磁暂态模型进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；

根据电流正序分量和电流负序分量计算，得到与电压不平衡度对应的三相电流不平衡度。

需要说明的是，在电网领域公开行规的GB/T 12326规定的限值范围内，不同数值的闪变推荐值可以选为0.7、1、3.5和6。风电场场站的运行工况包括风电场场站的100％有功出力及无功功率SVG设备容性满载的第一种工况、风电场场站的100％有功出力及无功功率SVG设备感性满载的第二种工况、风电场场站的50％有功出力及无功功率SVG设备容性满载的第三种工况和风电场场站的50％有功出力及无功功率SVG设备感性满载的第四种工况。电压不平衡度可以选为2％和4％。三相电流不平衡度的计算公式为：D_Iub＝I₂/I₁，式中，D_Iub为三相电流不平衡度，I₂为电流负序分量，I₁为电流正序分量。

实施例二：

图6为本申请实施例所述的风电场场站运行的适应性能力评价装置的框架图。

如图6所示，本申请实施例提供了一种风电场场站运行的适应性能力评价装置，包括模型构建及校验模块10、电磁模型构建模块20、仿真试验模块30和评价模块40；

模型构建及校验模块10，用于采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；

电磁模型构建模块20，用于获取风电场场站的设备数据，根据设备数据在电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型；

仿真试验模块30，用于对电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；

评价模块40，用于根据风电场并网点技术指标对试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果。

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，该风电场场站运行的适应性能力评价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。

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 (8)

1.一种风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；

获取风电场场站的设备数据，根据所述设备数据在所述电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型；

对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；

根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果；

对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型包括：对所述初始电磁封装模型依次进行故障穿越准确性、电压频率保护有效性、电压频率保护动作阈值和机组电压不平衡性的性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型：

对所述初始电磁封装模型进行电压频率保护有效性和电压频率保护动作阈值的性能有效性校验的内容包括：

获取校验的初始条件参数，所述初始条件参数包括有效性校验时间、保护动作校验时间、机端电压和初始频率；

对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向上上升至1.6倍机端电压或电压上限阈值进行电压阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向下下降至0或电压下限阈值进行电压阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的第一动作数据；

对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向上上升至频率保护上限或频率上限阈值进行频率阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向下下降至频率保护下限或频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于过频率状态的第二动作数据；

根据所述第一动作数据为初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过电压保护有效性和电压保护动作阈值的校验；

根据所述第二动作数据为初始电磁封装模型处于过频率状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过频率保护有效性和频率保护动作阈值的校验。

2.根据权利要求1所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果包括：

获取仿真的初始状态参数，所述初始状态参数包括仿真时间、风电场并网点的初始电压和额定频率；

根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行电压偏差、频率偏差和谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压、供电频率和供电谐波；

采用并网点受控电压源模拟电网对所述电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度；

其中，所述试验结果包括风电场场站并网点的标称电压、供电频率、供电谐波、供电闪变值和三相电流不平衡度。

3.根据权利要求2所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行电压偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的标称电压的内容包括：

对所述电磁暂态模型中的并网点由所述初始电压按照单位电压逐级向上上升至1.1倍初始电压进行电压阶跃测试；

对所述电磁暂态模型中的并网点由所述初始电压按照单位电压逐级向下下降至0.9倍初始电压进行电压阶跃测试，得到风电场场站并网点的标称电压。

4.根据权利要求2所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行频率偏差适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电频率包括：

对所述电磁暂态模型的并网点由所述额定频率按照单位频率逐级向上上升至频率上限阈值进行频率阶跃测试；

对所述电磁暂态模型的并网点由所述额定频率按照单位频率逐级向下下降至频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到风电场场站并网点的供电频率。

5.根据权利要求2所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，根据所述初始状态参数对所述电磁暂态模型进行谐波电压适应性的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电谐波包括：

获取谐波电压适应性仿真测试的谐波参数，所述谐波参数包括电压总谐波畸变率、奇次谐波含有率和偶次谐波含有率；

根据所述谐波参数对电磁暂态模型的并网点进行奇次与偶次谐波组合、各次奇次谐波和各次偶次谐波测试，得到风电场场站并网点的供电谐波。

6.根据权利要求2所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，采用并网点受控电压源模拟电网对所述电磁暂态模型进行闪变电压适应性和三相电压不平衡的仿真测试，得到风电场场站并网点对应的供电闪变值和三相电流不平衡度包括：

获取闪变参数和运行参数，所述闪变参数包括闪变限值和不同数值的闪变推荐值，所述运行参数包括风电场场站的运行工况和电压不平衡度；

在所述闪变限值范围为，根据不同数值的所述闪变推荐值对所述电磁暂态模型进行仿真测试，得到风电场场站并网点的供电闪变值；

根据所述运行参数对所述电磁暂态模型进行仿真测试，得到与电压不平衡度对应风电场场站并网点的电流正序分量和电流负序分量；

根据所述电流正序分量和所述电流负序分量计算，得到与所述电压不平衡度对应的三相电流不平衡度。

7.根据权利要求2所述的风电场场站运行的适应性能力评价方法，其特征在于，根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果包括：

若所述标称电压为0.9～1.1倍的初始电压，则风电场场站的风电机组能正常运行；若所述标称电压大于1.1倍的初始电压或小于0.9倍的初始电压，则风电场场站的风电机组按高电压或低电压穿越要求运行；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为2％时，若所述三相电流不平衡度不大于3％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力；

当风电场场站并网点的电压不平衡度为4％时，若所述三相电流不平衡度不大于5％，则风电场场站并网点运行满足三相电流不平衡度适应性能力。

8.一种风电场场站运行的适应性能力评价装置，其特征在于，包括模型构建及校验模块、电磁模型构建模块、仿真试验模块和评价模块；

所述模型构建及校验模块，用于采用电磁仿真模型对风电场场站的风电机组和SVG设备构建电磁暂态的初始电磁封装模型；并对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型；

所述电磁模型构建模块，用于获取风电场场站的设备数据根据所述设备数据在所述电磁封装模型上构建模型，得到风电场场站的电磁暂态模型；

所述仿真试验模块，用于对所述电磁暂态模型进行风电场场站适应性仿真试验，得到试验结果；

所述评价模块，用于根据风电场并网点技术指标对所述试验结果进行评价，得到风电场场站运行适应性能力的评价结果；

对所述初始电磁封装模型进行性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型包括：对所述初始电磁封装模型依次进行故障穿越准确性、电压频率保护有效性、电压频率保护动作阈值和机组电压不平衡性的性能有效性校验，得到校验后的电磁封装模型：

对所述初始电磁封装模型进行电压频率保护有效性和电压频率保护动作阈值的性能有效性校验的内容包括：

获取校验的初始条件参数，所述初始条件参数包括有效性校验时间、保护动作校验时间、机端电压和初始频率；

对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向上上升至1.6倍机端电压或电压上限阈值进行电压阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述机端电压按照间隔电压逐级向下下降至0或电压下限阈值进行电压阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的第一动作数据；

对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向上上升至频率保护上限或频率上限阈值进行频率阶跃测试，以及对所述初始电磁封装模型由所述初始频率按照间隔频率逐级向下下降至频率保护下限或频率下限阈值进行频率阶跃测试，得到初始电磁封装模型处于过频率状态的第二动作数据；

根据所述第一动作数据为初始电磁封装模型处于高电压和低电压状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过电压保护有效性和电压保护动作阈值的校验；

根据所述第二动作数据为初始电磁封装模型处于过频率状态的正确动作，则初始电磁封装模型通过频率保护有效性和频率保护动作阈值的校验。