[发明专利]一种评估风电场低电压穿越性能的场站等值建模方法

说明书

本发明公开了一种评估风电场低电压穿越性能的场站等值建模方法，其通过获取需要等值建模的风电场结构、元件参数及正常运行时的运行数据，确定风电场等值机并网线路和并网变压器的等效参数和正常运行时每台等值机分配的有功出力和无功出力，并根据低电压穿越时的运行数据依次确定每台等值机的低电压穿越控制参数。本发明采用序次递进的方式依次确定每台等值机的控制参数，等值机的聚合效果更为准确，同时采用解析推导的方式拟合确定等值机的低电压穿越控制参数，数学逻辑清晰，有效提高了风电场等值建模的效率，能够很好地为评估风电场接入电网后电力系统的电压稳定性服务，为风电场的并网规划和实际运行提供一定的参考和指导。

技术领域

本发明属于电力系统输配电技术领域，具体涉及一种评估风电场低电压穿越性能的场站等值建模方法。

背景技术

为解决化石资源短缺和生态环境污染的难题，政府相继出台了一系列鼓励清洁可再生能源发展的政策，太阳能、风能等清洁可再生能源的发展受到了广泛的重视，尤其是以风力发电为主的新能源发电发展势头迅猛。但是，随着风电机组装机容量在电力系统电源侧的占比越来越高，其运行特性对电力系统安全稳定的影响也越来越大。

为应对风电机组大量并网带来的影响，世界各国都对风电机组制定了严格的入网要求，其中低电压穿越能力往往被认为是其中最重要的一项。目前，针对风电机组低电压穿越能力的研究已经得到了广泛的开展并取得了一系列的研究成果。通过文献研究可知，低电压穿越能力作为风电机组本身的固有属性，其主要取决于风电机组所采取的低电压穿越控制策略及其对应的低电压穿越控制参数，一般情况下，风电机组的低电压穿越控制策略主要有2种形式，即低穿指定功率控制和低穿指定电流控制，其中以低穿指定电流控制为主。出于商业机密的原因，风电机组厂家一般不会公开具体的低电压穿越控制参数，但可根据风电机组的封装模型或型式试验报告辨识得到。

但是，目前在大型风电场的低电压穿越能力评估方面仍存在一定的困难，对于一个大型风电场，其风电场内往往有上百台风电机组，受限于仿真软件内存限制，难以对电网内所有风电场的每一个风电机组进行建模。

而作为电网规划运行的工作人员，鉴于风电机组低电压穿越能力对电网安全稳定运行的影响越来越大，迫切需要对风电场的低电压穿越性能进行较为全面、快速准确的模拟，以更好地分析低电压穿越期间风电场的响应特性，衡量其并网对电网安全稳定运行的影响。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种评估风电场低电压穿越性能的场站等值建模方法，其通过获取需要等值建模的风电场结构、元件参数及正常运行时的运行数据，确定风电场等值机并网线路和并网变压器的等效参数和正常运行时每台等值机分配的有功出力和无功出力，并根据低电压穿越时的运行数据依次确定每台等值机的低电压穿越控制参数。该方法采用序次递进的方式依次确定每台等值机的控制参数，等值机的聚合效果更为准确，同时采用解析推导的方式拟合确定等值机的低电压穿越控制参数，数学逻辑清晰，有效提高了风电场等值建模的效率。

一种评估风电场低电压穿越性能的场站等值建模方法，包括如下步骤：

(1)获取需要等值建模的风电场结构及元件参数数据，包括风电场的拓扑结构、风电场内汇集线路的阻抗Z_Line、以及风电场内升压变压器的变比k_Trans及阻抗Z_Trans；

(2)计算确定风电场等值机并网线路的等效阻抗Z_Line,Eq、并网变压器的等效阻抗Z_Trans,Eq及等效变比k_Trans,Eq；

(3)获取需要等值建模的风电场正常运行时的运行数据，包括正常运行工况下风电场并网点的电压U₀、输出的有功功率P₀和无功功率Q₀；