[发明专利]大规模风电汇集地区送出能力的确定方法及设备

说明书

技术领域

本发明关于新能源勘探技术领域，特别是关于大规模风电的运行和规划技术，具体的讲是一种大规模风电汇集地区送出能力的确定方法及设备。

背景技术

风电运行中的脱网实例表明，大规模风电集中接入弱端电网，当系统出现暂态扰动时，可能出现高电压过程，造成风机因高电压保护动作而脱网。

当系统发生短路故障时，常会引起系统出现高电压过程。这是由风电汇集地区网络结构及风电机组低电压穿越时的功率特性造成的。当系统发生短路故障时，风机进入低电压穿越状态，双馈风电机组出力降至0MW左右。故障消除后由于风机有功功率不能够与电压同步恢复，使得故障消除后系统的无功过剩，出现高电压过程，使未因低电压脱网的风机因高电压脱网。

随着风电机组低电压穿越改造的逐步完成，风电机组因不具备低电压穿越能力而脱网的问题已经逐步得到解决。而风机因高电压脱网的问题越来越突出。统计显示，风电机组因高电压脱网在历次脱网事件中所占比例逐渐增加，高电压问题已经成为制约风电汇集地区风电送出的主要因素。

目前业内已经逐渐注意到大规模风电集中接入弱端电网时存在高电压的问题，但是对其机理和脱网风险评估方法还没有深入的研究。因此，在大规模风电汇集地区，如何校核风电汇集地区关键断面送出能力，指导风电调度运行，降低风电汇集地区发生风机因高电压脱网的风险是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定方法及设备，针对现有技术中存在的上述技术问题，通过研究风电接入弱端电网时的网络化简和系统等效方法，基于等值系统推导了有功变化引起的电压变化，综合考虑了风电场初始电压、风电场出力及系统短路容量的影响，可用于定量化计算风电汇集系统的送出能力。

本发明的目的之一是，提供一种大规模风电汇集地区送出能力的确定方法，包括：从风电汇集地区的风电场群中确定出处于电力系统末端的风电场子群；分别确定所述的风电场子群中每个风电场对应的等效阻抗；选取出等效阻抗最大的风电场作为保留节点；设定风电场的无功补偿容量、风电机组对应的有功功率、无功功率；根据所述的风电场的无功补偿容量、风电机组对应的有功功率、无功功率以及保留节点对应的等效阻抗建立功率方程；根据风电机组的恒定功率因数、故障消除后的有功功率以及功率方程确定风电汇集地区的送出能力。

本发明的目的之一是，提供了一种大规模风电汇集地区送出能力的确定设备，包括：风电场子群确定模块，用于从风电汇集地区的风电场群中确定出处于电力系统末端的风电场子群；等效阻抗确定模块，用于分别确定所述的风电场子群中每个风电场对应的等效阻抗；保留节点选取模块，用于选取出等效阻抗最大的风电场作为保留节点；功率设定模块，用于设定风电场的无功补偿容量、风电机组对应的有功功率、无功功率；功率方程建立模块，用于根据所述的风电场的无功补偿容量、风电机组对应的有功功率、无功功率以及保留节点对应的等效阻抗建立功率方程；送出能力确定模块，用于根据风电机组的恒定功率因数、故障消除后的有功功率以及功率方程确定风电汇集地区的送出能力。

本发明的有益效果在于，通过研究风电接入弱端电网时的网络化简和系统等效方法，基于等值系统推导了有功变化引起的电压变化，综合考虑了风电场初始电压、风电场出力及系统短路容量的影响，可用于定量化计算风电汇集系统的送出能力，进而指导风电调度运行，降低风电汇集地区发生风机因高电压脱网的风险。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定方法的流程图；

图2为图1中的步骤S102的具体流程图；

图3为本发明实施例提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定方法的实施方式二的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定设备的实施方式一的结构框图；

图5为本发明提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定设备中等效阻抗确定模块的结构框图；

图6为本发明实施例提供的一种大规模风电汇集地区送出能力的确定设备的实施方式二的结构框图；