[发明专利]一种风力发电机接入线路输出功率估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，具体涉及一种风力发电机接入线路输出功 率估算方法。

背景技术

配电网是支持需求侧响应管理，承载大量分布式发电(distributed generation，DG)和电动汽车等分布式能源(distributed energy resources， DER)的重要平台，是推动智能电网建设、解决能源危机的关键环节。然而，传 统配电网的运行模式基本是以供方主导、单项辐射状供电为主，在配网的规划 设计阶段和运行管理中，不常考虑DG的接入。随着DG接入量的不断增加，电 动汽车、空调等新型负荷的快速普以及持续增多，现有的配电网架构已经很难 满足用户对环境保护、供电可靠性、电能质量和优质服务的要求。DG所具有的 随机性、波动性和分散性等特点，将促使配电网发展成为潮流双向流动的、智 能化的新型配电系统。

DG接入配电网会对电压稳定、负荷波动水平、短路电流水平、网损及可靠 性等方面带来各种影响。针对所面临的这些问题和挑战，需要研究不同配电网 发展形态下与接入新能源的匹配问题，一来保证配电网的安全可靠性，二来明 确接入配网新能源的容量潜力。因此，分析探索不同配电网发展形态下与接入 新能源的匹配问题是应对传统电网存在问题和解决面临挑战的重要手段。

在相关政策鼓励下，各区域发展分布式光伏、风电等新能源的积极性很高， 但现有的配电网设计基本都假设为单向辐射式网络结构，并未考虑大量分布式 电源接入，而大规模的分布式电源接入必将在电压调整、保护配置、电能质量 等方面产生重大影响。

本质上分布式电源与常规大型电源接入对电网影响的分析原理是相同的， 可基于成熟的电力系统计算软件开展仿真，但分布式光伏的数量极大，且其建 设周期短、接入程序简单，依托区域电网规划设计人员建立详细模型仿真计算 并不现实。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机接入线路输出功率估算方法，依托 简易模型便捷、准确地感知风力发电机接入线路输出功率，为实际工程应用提 供参考。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种风力发电机接入线路输出功率估算方法，包括以下步骤：

(1)获取待测线路各节点接入风力发电机位置的平均风速大小c；

(2)获取待测线路每个季节历史风速分布数据，根据风速分布数据确定 风速分布系数k；

(3)根据平均风速大小及风速分布系数，通过以下公式计算发电机接入 功率波动值：f_s＝1-(v/c)²；

(4)获取发电机风机轮毂高度处的风速；

(5)采用以下公式计算得到风力发电机输出功率：

其中，P_W表示发电机输出功率，v表示风机轮毂高度处的风速，v_ct表示 切入风速，v∞表示切出风速，v_r表示额定风速，P_r表示风机额定输出功率。

所述的风力发电机接入线路输出功率估算方法，还包括采用以下公式对得 到的待测线路接入风力发电机输出功率进行修正：

其中，P′_max表示发电机接入待测线路后最大负荷下的输出功率，P′_min表示 发电机接入待测线路后最小负荷下的输出功率，λ表示一正长数，取值为1～3。

由上述技术方案可知，本发明通过构建简易估算模型，实现了风力发电机 配电网后线路输出功率的估算，并具有较高精度，无需依赖电力系统软件建立 详细模型仿真计算，有助于电网规划设计人员快速判定风力能源接入对线路末 端电压造成的影响。

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明：

一种风力发电机接入线路输出功率估算方法，包括以下步骤：

S1：获取待测线路各节点接入风力发电机位置的平均风速大小c；

S2：获取待测线路每个季节历史风速分布数据，根据风速分布数据确定风 速分布系数k；

S3：根据平均风速大小及风速分布系数，通过以下公式计算发电机接入功 率波动值：f_s＝1-(v/c)²；

S4：获取发电机风机轮毂高度处的风速；

S5：采用以下公式计算得到风力发电机输出功率：