一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，包括以下步驟：根據(jù)海上風電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)對風電場內(nèi)的風電機進行分組，每組包括至少一臺風電機；每組的多臺風電機組成的支路成為風電機組的單鏈支路，等值容量為所有風電機組的容量之和，采用潮流計算的方法求出等值風電機組的總?cè)萘?；對每組的多臺風電機中的變壓器進行等值分析，得到等效多機系統(tǒng)；對多組風電機組的集電系統(tǒng)進行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)；根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)的仿真模型。本發(fā)明提出的建模方法簡單，能夠快速建立模型，更好的滿足實際應(yīng)用的要求。
【專利說明】—種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風力發(fā)電系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，尤其是設(shè)計一種適用于無功補償?shù)倪m用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展非常迅速。但因陸上風電場存在占地面積大，噪聲污染嚴重以及風速不穩(wěn)定的問題，目前風電的發(fā)展趨勢從陸上風電向海上風電轉(zhuǎn)移。
[0003]對海上風電系統(tǒng)的設(shè)計研究，一般都要研究海上風電場的建模。在海上風電場的建模方面，目前海上風力發(fā)電機的主流單機容量為3-5MW，由于風機數(shù)量眾多，如果分別對每臺風機進行詳細建模，那么整個風電場的模型將會是一個高階模型，用電力仿真軟件進行分析時計算量非常大，計算時間長，占用內(nèi)存大，并且在數(shù)據(jù)處理和計算結(jié)果分析方面也非常困難。另一方面，在研究海上風電場系統(tǒng)中各種無功補償裝置對電網(wǎng)電壓的影響時，也不需要對每臺風機進行精確的建模。
[0004]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模風電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)無功補償研究(李亞明.大規(guī)模風電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)無功補償研究[D].華北電力大學，2012)，分析了對靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法、無功/電壓常見控制措施進行研究，提出無功補償策略；基于綜合靈敏度的風電系統(tǒng)無功補償研究(侯耀飛，李廣凱，沈潔，等.基于綜合靈敏度的風電系統(tǒng)無功補償研究[J].電氣時代，2012 (9): 62-64)提出來電壓/有功靈敏度指標，并綜合考慮電壓/無功靈敏度和電壓/有功靈敏度指標進行無功補償點的選擇，并通過實際系統(tǒng)仿真驗證了該方法的有效性，但是上述方法建模過程顯得較為復雜和繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)合海上風電系統(tǒng)的運行特點，能夠快速建模、且適用于海上風電場的無功補償?shù)倪m用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種適應(yīng)于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)建模方法，包括以下步驟:
步驟一，根據(jù)海上風電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)對風電場內(nèi)的風電機組進行分組，每組包括至少一臺風電機組；
步驟二，每組的多臺風電機組成的支路成為風電機組的單鏈支路，等值容量為所有風電機組的容量之和，采用潮流計算的方法求出等值風電機組的總?cè)萘浚?br> 步驟三，對每組的多臺風電機中的變壓器進行等值分析，得到等效多機系統(tǒng)；
步驟四，對多組風電機組的集電系統(tǒng)進行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)；
步驟五，根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)的仿真模型。
[0007]所述步驟二中，根據(jù)海上風電系統(tǒng)的典型拓撲，每列的多臺風機組成的支路成為風電機組的單鏈支路，等值容量為每臺風電機組的容量之和。對于整個風電場來說，可根據(jù)風電機組和機組變壓器參數(shù)等因素把風電場等值為I臺或多臺風電機組，并在潮流計算時把每臺等值機組作為PQ節(jié)點，則等值風電機組的容量為:
【權(quán)利要求】
1.一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，包括以下步驟: 步驟一，根據(jù)海上風電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)對風電場內(nèi)的風電機進行分組，每組包括至少一臺風電機； 步驟二，每組的多臺風電機組成的支路成為風電機組的單鏈支路，等值容量為所有風電機組的容量之和，采用潮流計算的方法求出等值風電機組的總?cè)萘浚? 步驟三，對每組的多臺風電機中的變壓器進行等值分析，得到等效多機系統(tǒng)； 步驟四，對多組風電機組的集電系統(tǒng)進行等值分析，得到等效多鏈系統(tǒng)； 步驟五，根據(jù)步驟二、三、四得出的結(jié)果，建立適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)的仿真模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的步驟二中，通過以下公式采用潮流計算求出等值風電機組的總?cè)萘?
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的步驟四中，根據(jù)風電場的輸出為電流可控的恒壓功率源，根據(jù)集電系統(tǒng)的功率損耗之和與步驟二中的等效輸出有功功率和無功功率相同的原則，對多組風電機組的集電系統(tǒng)進行等值分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的集電系統(tǒng)包括m條單鏈支路，m條單鏈支路中的有功損耗和無功損耗等效值采用以下公式計算:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的風電機組的等效后電阻長度為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于無功補償?shù)暮Ｉ巷L電系統(tǒng)等值建模方法，其特征在于:所述的等效多鏈系統(tǒng)中集電系統(tǒng)的等效電阻、等效單位電感以及等效單位電容參數(shù)采用以下公式計算:'
【文檔編號】G06F17/50GK103853888SQ201410083516
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張建設(shè), 龐松嶺, 胡濱, 廖夢君, 郭鄆聞, 楊蘋 申請人:南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司, 華南理工大學