基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法技术

技术编号:20749727 阅读:56 留言:0更新日期:2019-04-03 11:10
本发明专利技术提供基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,所述方法包括:判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;若小于,则按照单位步长增加预设规划方案中风电场并网容量;否则,对各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。本发明专利技术提供的技术方案,可简单快速的判定出集中并网点对其下接风电装机规模的要求,避免了大规模风电集中接入后并网点的短路电流超标问题,不仅可适用于大规模电力系统的安全稳定评估,具有很好的可计算性和广泛适应性,还可以作为调度运行及规划设计部门的主要分析工具。

【技术实现步骤摘要】
基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法
本专利技术涉及一种电力系统的模拟与计算领域的优选方法,具体涉及基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法。
技术介绍
短路电流计算是电力系统规划、设计、运行中必须进行的计算分析工作。短路电流超标可能会破坏电网的安全性,甚至导致整个互联系统的崩溃。近年来,随着互联电网规模的扩大以及特高压电网的接入,短路电流超标问题及应对策略已成为大电网运行控制及合理规划的关键问题。风电作为技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电技术在全球范围内得到了迅猛发展,我国高度重视开发利用风能资源,把风能资源的开发利用作为改善能源结构、推动环境保护、保持经济和社会可持续发展的重大举措,并将风力发电作为风能资源开发和利用的主要方式之一。风电接入电网主要有2种方式:分散接入和集中接入。分散接入主要用于风电开发规模小、以就地消纳为主的情况,接入电压等级低,对系统运行影响较小。集中接入主要用于风电开发规模大、以异地消纳为主的情况,接入电压等级高,远距离输送,对系统运行影响较大。欧洲的发达国家风电大多采用分散接入,这些国家电网结构趋于稳定,负荷需求增长缓慢,其大力发展风电等可再生能源的主要目的,是应对气候变暖和减少碳排放。在我国“建设大基地、融入大电网”的风电发展战略指导下,我国风电已由发展初期的小规模、分散接入转变为大规模、集中接入。风电场呈现出规模化发展的趋势,单一风电场装机容量由几万千瓦增长到几十万千瓦,甚至上百万千瓦,且各风电场多以单回线路集中接入系统侧某个并网点。早期由于风电并网规模较小且主要呈分散形式开发,普遍认为风电提供给并网点的短路电流远小于并网点自身短路电流,风电场对系统提供的短路电流可以忽略不计,故而风电的研究工作主要集中在其并网后的电压、频率、小干扰稳定等方向,而对风电并网后系统的短路电流问题关注较少。但随着集中并网风电规模的增加,风电对集中并网点短路电流的影响已不容忽视。在短路电流的限制因素下,集中并网点所能接入的风电最大装机容量已成为当前电力规划和运行部门的重要关注点。因此,为克服上述缺陷,本专利技术提供了基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本专利技术提供基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,所述方法包括:判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;若小于,则按照单位步长增加预设规划方案中风电场并网容量,并计算风电场最大可接入容量;否则,各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。优选的,所述风电场最大可接入容量Qmax原按下式计算:Qmax原=Q0原+(n-1)×单位步长式中,Q0原:预设规划方案的初始并网容量;n:预设规划方案下各母线的短路电流裕度值小于短路电流裕度指标的次数,其中,n为正整数。优选的,所述Q0原按下式计算:式中,Qip:风电场i装机容量,i:表示第i个接入的风电场;x:风电场接入的个数。优选的,所述各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,包括:采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,同时更新潮流、稳定计算程序的数据。优选的,所述确定优化后的风电场最大可接入容量,包括:基于更新的潮流、稳定计算数据,采用短路电流计算程序,计算所述优化后的集中并网点下各电压等级母线的短路电流;根据各母线的开关遮断容量及其短路电流裕度指标,计算优化后的风电场最大可接入容量。优选的,所述根据各母线的开关遮断容量及其短路电流裕度指标,计算优化后的风电场最大可接入容量,包括:根据各母线的开关遮断电流及计算出的优化后各母线短路电流值,获取优化后各母线的短路电流裕度值;判断优化后各母线的短路电流裕度值是否小于其短路电流裕度指标,若小于,则风电场并网容量按照单位步长进行增加,并更新潮流、稳定计算程序的数据和风电并网容量;否则确定优化后的风电场最大可接入容量。优选的,所述优化后的风电场最大可接入容量Qmax优按下式计算:Qmax优=Qo+(N-1)×单位步长式中,Qo:优化后的风电并网容量初始值;N:各母线的短路电流裕度值小于短路电流裕度指标的次数,其中N为正整数。优选的,所述优化后的风电并网容量初始值Qo按下式计算:Q0=Qmax原+单位步长式中,Qmax原:预设规划方案下集中并网点的风电最大可接入容量。优选的,预设方案下的所述短路电流裕度值由各母线的开关遮断电流和预设方案下的各母线的短路电流值确定;优化后的所述短路电流裕度值由各母线的开关遮断电流和优化后的各母线的短路电流值确定。优选的,所述短路电流裕度指标由并网点各电压等级母线开关遮断容量确定。优选的,所述预设方案下的各母线的短路电流值由预设方案的潮流、稳定计算数据计算得到;所述优化后的各母线的短路电流值由更新的潮流、稳定计算数据计算得到。基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定系统,所述系统包括:判断模块,用于判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;计算模块,用于计算风电场最大可接入容量;优化模块,用于将各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。优选的,所述优化模块包括:判断单元和计算单元;所述判断单元,用于判断优化后的风电场规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;所述计算单元,用于计算优化后的风电场最大可接入容量。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:本专利技术提供的技术方案,基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法对风电集中并网点各电压等级的母线进行短路电流评估,并依据各母线的短路电流裕度判定集中并网点的风电最大可接入容量,从而避免了大规模风电集中接入后并网点的短路电流超标问题;本专利技术提供的技术方案,考虑了风电接入方式对集中并网点母线短路电流的影响,采用风电场先串接后并网的方式对其接入系统方案进行调整,可简单快速的判定出集中并网点对其下接风电装机规模的要求。本专利技术提供的技术方案,不仅可适用于大规模电力系统的安全稳定评估,具有很好的可计算性和广泛适应性,还可以作为调度运行及规划设计部门的主要分析工具。附图说明图1为本专利技术的双馈风电场最大可接入容量确定方法流程图;图2为本专利技术的某集中并网点的风电规划示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术,下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。如图1所示,本专利技术提供的基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,所述方法包括:判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;若小于,则按照单位步长增加预设规划方案中风电场并网容量;否则,各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。具体实施例一:基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,包括以下步骤:步骤1:调研收集地区电网资料、各风电场并网规划资料、集中并网点各母线开关资料;步骤1-1:调研地区电网的现状及规划资料,包括:网架结构、发电机参数、负荷参数、线路参数、变压器参数等;步骤1-2:调研各风电场的现状及规划资料,包括:风电场装机容量、风电机组类型及其参数、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述方法包括:判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;若小于,则按照单位步长增加预设规划方案中风电场并网容量,并计算风电场最大可接入容量;否则,各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。

【技术特征摘要】
1.基于短路电流裕度的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述方法包括:判断预设规划方案中各母线的短路电流裕度值是否小于短路电流裕度指标;若小于,则按照单位步长增加预设规划方案中风电场并网容量,并计算风电场最大可接入容量;否则,各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,并确定优化后的风电场最大可接入容量。2.如权利要求1所述的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述风电场最大可接入容量Qmax原按下式计算:Qmax原=Q0原+(n-1)×单位步长式中,Q0原:预设规划方案的初始并网容量;n:预设规划方案下各母线的短路电流裕度值小于短路电流裕度指标的次数,其中,n为正整数。3.如权利要求2所述的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述Q0原按下式计算:式中,Qip:风电场i装机容量,i:表示第i个接入的风电场;x:风电场接入的个数。4.如权利要求1所述的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述各风电场采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,包括:采用先串联后并网的接入方式优化预设规划方案,同时更新潮流、稳定计算程序的数据。5.如权利要求1所述的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述确定优化后的风电场最大可接入容量,包括:基于更新的潮流、稳定计算数据,采用短路电流计算程序,计算所述优化后的集中并网点下各电压等级母线的短路电流;根据各母线的开关遮断容量及其短路电流裕度指标,计算优化后的风电场最大可接入容量。6.如权利要求5所述的双馈风电场最大可接入容量确定方法,其特征在于,所述根据各母线的开关遮断容量及其短路电流裕度指标,计算优化后的风电场最大可接入容量,包括:根据各母线的开关遮断电流及计算出的优化后各母线短路电流值,获取优化后各母线的短路电流裕度值;判断优化后各母线的短路电流裕度值是否小于其短路电流裕度指标,若小于,则风电场并网容量按照单位步长进行增加,并更新潮流、稳定计算程序的数据和风...

【专利技术属性】
技术研发人员:李媛媛朱岸明张志刚李晓婷张凌康贾宏刚张鑫薛谦谦王明宋云亭白露吉平罗利李晓珺王勇邱丽萍
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国网陕西省电力公司经济技术研究院国网甘肃省电力公司嘉峪关供电公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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