[发明专利]一种风电基地连锁故障风险感知预警方法及其系统

权利要求书

1.一种风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

（1）获得电网和风电场实时运行方式；

（2）风电基地扰动分析与电网故障设置；

（3）风电基地和安全保护仿真建模；

（4）连锁故障发生模拟；

（5）电力系统暂态稳定分析；

（6）电力系统静态安全分析；

（7）风电基地在线安全预警计算；

（8）风电基地连锁故障风险评估。

2.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（1）中，从SCADA和WAMS获取在线运行工况数据，进行含风电场的电力系统潮流计算，得到反映电网和风电场实时运行方式的电网潮流数据。

3.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（2）中，整合WAMS历史数据，获得风电场历史监测数据，进行数据挖掘得到发生的风速扰动和功率扰动，所述风速扰动包括阵风扰动、渐变风扰动；功率扰动即由于风力变化引起的风电场出力突然增大和减小的情况，根据历史数据得到各个风电场功率波动的最大值和最小值；

对风电场发生的故障位置和类型进行扫描，并结合电网历史故障，得到预想故障集，为后续的连锁故障分析提供初始扰动。

4.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（3）中，建立风电机组动态仿真模型和安全保护仿真模型，用于实现电网暂态稳定分析过程中风电机组的动态行为和风机保护动作；

在风电机组动态建模过程中，分别建立鼠笼型异步风力发电机SCIG、双馈感应风力发电机DFIG和直驱式永磁同步风力发电机PMSG的动态模型；

在风机安全保护仿真建模过程中，基于PSASP用户自定义模型，分别建立风电机组高压/低压保护模型以及高频/低频保护模型，对于具备低电压穿越能力的风电机组，建立低电压穿越继电保护控制模型。

5.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（4）中，根据电网实时运行方式、初始扰动和电网元件的动态数据，进行暂态稳定仿真，计算风电机组有功、无功、电压电气量在电网发生扰动后的变化，根据风机模型和安全保护模型模拟风机保护的动作；

并根据步骤（2）所建立的风电机组动态仿真模型和安全保护仿真模型模拟风电机组保护动作；在初始故障发生后风电场并网点电压跌落到触发风电机组低压保护装置动作的信号时，风电机组启动低压保护退出运行；缺乏协调运行机制的SVC无功补偿装置没有及时退出，使系统无功过剩，风电场并网点电压升高至触发实际风电机组高低压保护装置动作的信号时，风电机组启动高压保护退出运行；风电机组并网点频率波动导致风电机组高频/低频保护动作，最终模拟出大型风电基地连锁故障的发生。

6.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（5）中，分析发生初始故障后电力系统的暂态稳定性，确定由初始故障引发风电机组相继脱网等连锁故障的严重性。

7.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（6）中，分析风电机组脱网引起潮流转移后电网的静态安全稳定性，计算由于潮流转移引起的电网潮流越限的情况，确定电网元件越限设备及其越限程度；电网潮流越限包括线路电流越限、输电断面越限、变压器容量越限和母线电压越限的检查。

8.如权利要求1所述的风电基地连锁故障风险感知预警方法，其特征在于，所述步骤（7）中，在电网当前潮流的基础上叠加风电场功率扰动，得到风电扰动后的电网潮流，结合动态安全评估和预警技术，采用分布式并行计算方法对风电扰动后的电网进行暂态稳定分析和故障切除后的静态安全分析。