[发明专利]一种风电场在线静态安全评估及预警方法

摘要

本发明涉及一种风电场在线静态安全评估及预警方法，属于新能源接入电力系统运行和控制领域，包括采集风电场的实时量测数据，得到风电场运行的基态状态变量；在N-1运行方式下对风电场运行状态进行安全评估，得到每鼐节点在单台风电机组断开条件下的电压最大值与电压最小值；分别断开每一条风电集电线路，得到该风电场中每一个节点电压幅值，及在单条风电集电线路断开条件下的电压最大值与电压最小值，进而得到在每个节点的电压幅值超过电压最大值或低于电压最小值时；发送该节点的预警信息；并得到安全约束条件，作为风电场自动电压控制子站的约束条件决策使用。本方法在单机或者单条风电集电线路脱网的条件下，依然能保证风电场其他部分运行安全。

主权项

一种风电场在线静态安全评估及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以T_collect为采集间隔采集风电场的实时量测数据，实时量测数据包括：高压侧母线电压幅值量测值、风电机组的有功功率量测值、风电机组的无功功率量测值、机端电压幅值量测值、风电场内各开关与刀闸的运行状态量测值；利用所述各量测值数据，进行风电场状态估计和风电场潮流计算，得到风电场运行的基态状态变量，基态状态变量包括：风电场内所有节点电压幅值基态值、各风电集电线路上的有功功率基态值、无功功率基态值，设第i个节点的基态电压幅值为V_i⁰；2)在N‑1运行方式下对风电场运行状态进行安全评估，具体包括：2.1)设为第j台风电机组，j∈Ω^g，其中Ω^g为该风电场中所有风电机组集合，断开第j台风电机组的并网开关后，利用步骤1)所得各基态值重新启动潮流计算，得到该风电场中每一个节点在第j台风电机组脱网条件下的电压幅值，设第i个节点，i∈Ωⁿ，Ωⁿ是该风电场中所有节点的集合，记该节点电压幅值为V_i^g,j；完成对Ω^g中的所有风电机组的N‑1分析后，得到第i个节点在单台风电机组断开条件下的电压最大值：与第i个节点在单台风电机组断开条件下的电压最小值：${V_i}^{g,\min }=\underset{j\∈{\mathrm{\Ω}}^g}{\min }\left({V_i}^{g,j}\right);$2.2)分别断开每一条风电集电线路，设为第k条风电集电线路，k∈Ω^b，其中Ω^b为该风电场中所有风电集电线路集合，断开第k条风电集电线路两端的开关后，利用步骤1)所得各基态值重新启动潮流计算，得到该风电场中每一个节点在第k条风电集电线路断开条件下的电压幅值，设第i个节点，i∈Ωⁿ，记该节点电压幅值为V_i^b,k；完成对Ω^b中所有风电集电线路的N‑1分析后，得到第i个节点在单条风电集电线路断开条件下的电压最大值：与第i个节点在风电集电线路断开条件下的电压最小值：${V_i}^{b,\min }=\underset{k\∈{\mathrm{\Ω}}^b}{\min }\left({V_i}^{b,k}\right);$3)根据第2)步的计算结果，得到在第i个节点在N‑1方式下的电压最大值：V_i^max＝max(V_i^b,max,V_i^g,max)和电压最小值：V_i^min＝min(V_i^b,min,V_i^g,min)；4)根据第i个节点的基态电压幅值V_i⁰、基态电压上限和基态电压下限得到风电场中各节点满足N‑1方式的N‑1电压上限和N‑1电压下限N‑1电压上限的计算公式为：${\stackrel{\‾}{V}}_i^1={\stackrel{\‾}{V}}_i^0-({V_i}^{\max }-{V_i}^0)$N‑1电压下限的计算公式为：${\underset{\‾}{V}}_i^1={\underset{\‾}{V}}_i^0+({V_i}^0-{V_i}^{\min }),$5)当满足条件或者时，则发送i节点的预警信息；6)根据N‑1电压上限和N‑1电压下限得到风电场各节点电压的N‑1安全约束条件，作为风电场自动电压控制子站的约束条件决策使用，N‑1安全约束条件如下所示：${\underset{\‾}{V}}_i^1\<{V_i}^0+{\mathrm{\ΔV}}_i\<{\stackrel{\‾}{V}}_i^1$其中，ΔV_i为风电场自动电压控制子站给出的控制前后节点电压调整量。