[发明专利]一种基于功率圆的风火打捆配置比例的测定方法

摘要

本发明公开了一种基于功率圆的风火打捆配置比例的测定方法，包括以下步骤：步骤10）设置初始参数；步骤20）根据风火打捆配置比例生成运行方式；步骤30）根据步骤20）的潮流测算结果，制作P-V曲线，再根据P-V曲线法，测算电力系统的静态稳定电压裕度值；步骤40）确定风电场和火电厂相关参数；步骤50）根据功率圆理论，测算本次迭代的最佳风火打捆配置比例；步骤60）测算最佳风火打捆配置比例。该测定方法可以测出在电力系统静态电压稳定裕度下的最佳风火打捆配置比例，从而解决风火配置比例问题。

主权项

1.一种基于功率圆的风火打捆配置比例的测定方法，其特征在于，该测定方法包括以下步骤：步骤10）设置初始参数：设迭代次数i的初始值为0，风火打捆配置比例为β，第i次迭代后的风火打捆配置比例为β_i，β的初始值为β₀，其中，0≤β≤1；步骤20）根据风火打捆配置比例β生成运行方式：根据风火打捆配置比例β，确定风电场和火电厂的出力大小比例，从而确定电力系统的潮流测算初始条件，然后采用潮流测算方法进行潮流测算；步骤30）根据步骤20）的潮流测算结果，制作P-V曲线，再根据P-V曲线法，测算电力系统的静态稳定电压裕度值Y_i，其中p_t表示电力系统当前运行点的总的有功负荷值，p_l表示电力系统处于电压稳定极限情况下的总的有功负荷值；p_t和p_l均从P-V曲线中获得；步骤40）确定风电场和火电厂相关参数，风电机组参数包括：机端电压励磁电抗x_m、转子电流的转矩分量I_qr、转子电流的励磁分量I_dr，、定子侧电抗x_s、定子回路等效电抗X_SS,X_ss＝x_m+x_s；火电机组参数包括：发电机同步电抗X_d、包括变压器漏抗和母线电抗的电网等值电抗X_xi；根据加权等效聚合方法测算出风电场和火电场等效参数，如式（1）所示：Xeq=Σj∈∀GSjXjΣj∈∀GSj]]>式（1）其中：j表示第j台机组；S表示机组容量；X表示需等值的物理量；G表示需等值的机组集合；X_eq表示等值后的等值机组的物理量；X_j表示等值前第j台机组的物理量；S_j表示等值前第j台机组的容量；对于需等值的有名参数，其等值有名值等于各台机组有名值的累加，即Seq=Σj∈∀GSj]]>其中，S_eq表示等值后的等值机组的容量，S_j表示等值前的第j台机组的容量；G表示需等值的机组集合；步骤50）根据功率圆理论，测算本次迭代的最佳风火打捆配置比例：统一电力系统中的风机机组和火电机组两者的功率圆方程，如式（2）至式（6）所示：Pt2+[QtUF22(1Xxi-1Xd)]2≤[UF22(1Xxi+1Xd)]2---(2)]]>Pw2+(Qw+|U·s|2Xss)2≤|U·s|2xm2Xss2(Iqr2+Idr2)---(3)]]>P_w=P×k      （4）P_t=P×(1-k)      （5）Q=Q_t+Q_w      （6）式（2）至式（6）中，P_t表示火电机组的有功出力，Q_t表示火电机组的无功出力，U_F表示火电机组的极端电压，X_xi表示火电机组的电网等值电抗，X_d表示火电机组的发电机同步电抗，P_w表示风电机组的有功出力，Q_w表示风电机组的无功出力，表示风电机组的极端电压，X_SS表示风电机组的定子回路等效电抗，X_ss＝x_m+x_s，x_s表示风电机组的定子侧电抗，x_m表示风电机组的励磁电抗，I_qr表示风电机组的转子电流的转矩分量，I_dr表示风电机组的转子电流的励磁分量，P_w表示风电机组的有功出力，P表示风火打捆系统总有功出力，k表示风电占总出力的比例，Q为风火打捆系统总无功出力，其中，P和Q为变量，其它参数为常量，联立式（2）至式（6），可得：Qmax=[UF22(1Xxi+1Xd)]2-[(1-k)P]2/UF22(1Xxi-1Xd)+(|U·s|2xm2Xss2(Iqr2+Idr2)-k2P2-|U·s|2Xss)]]>Qmin=-[UF22(1Xxi+1Xd)]2-[(1-k)P]2/UF22(1Xxi-1Xd)+(-|U·s|2xm2Xss2(Iqr2+Idr2)-k2P2-|U·s|2Xss)]]>Qrange=Qmax-Qmin]]>=2[UF22(1Xxi+1Xd)]2-[(1-k)P]2/UF22(1Xxi-1Xd)+2|U·s|2xm2Xss2(Iqr2+Idr2)-k2P2]]>其中，Q_max表示风火打捆系统无功出力范围的最大值，Q_min表示风火打捆系统无功出力范围的最小值，Q_range表示风火打捆系统无功出力的调节范围，令函数Q_range对k求导且测得极值点k_i，k_i为本次迭代的最佳风火打捆配置比例：ki=2(k-1)PUF22(1Xxi-1Xd)[UF22(1Xxi+1Xd)]2-[(1-k)P]2-2P2k|U·s|2xm2Xss2(Iqr2+Idr2)-k2P2]]>步骤60）令迭代次数i增加一次，且β_i+1=k_i，返回步骤20）和步骤30），根据步骤30）测算得的裕度值Y_i+1，若Y_i+1>Y_i，则返回步骤40）；否则终止测算，输出步骤50）最后一次迭代的最佳风火打捆配置比例，此最佳风火打捆配置比例是电力系统在最大静态稳定裕度值下的最佳风火打捆配置比例。