大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法技术

技术编号:20946922 阅读:47 留言:0更新日期:2019-04-24 03:25
本发明专利技术属于风电场次同步振荡评估技术领域,尤其涉及一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,包括:确定风电场汇集区域内各个风电场并网点,并定义汇集区域外送线路首段点为汇集站;计算单个风电场并网点短路容量和单风场容量;计算汇集站总短路容量;计算汇集站总风机容量;计算汇集站短路比;依据汇集站短路比的计算结果,判断次同步振荡风险区域。能够考虑汇集区域内各个风电场的容量差别,以及汇集区域内部网架结构对汇集站短路比的影响,适用于大规模风电场汇集区域的次同步振荡风险筛选。

Screening Method for Risk of Subsynchronous Oscillation in Convergence Area of Large-scale Wind Farm

The invention belongs to the technical field of sub-synchronous oscillation evaluation of wind farms, in particular relates to a screening method for sub-synchronous oscillation risk of large-scale wind farms convergence area, which includes: determining the grid-connected points of each wind farm in the convergence area of wind farms, defining the first section of the transmission line in the convergence area as the convergence station; calculating the short circuit capacity of the grid-connected points of a single wind farm and the capacity of the single wind farm; The total short-circuit capacity; the total fan capacity; the short-circuit ratio; the risk area of sub-synchronous oscillation is judged according to the calculation results of the short-circuit ratio. Considering the capacity difference of each wind farm in the convergence area and the influence of the grid structure on the short circuit ratio of the convergence station, it is suitable for the sub-synchronous oscillation risk screening in the convergence area of large-scale wind farms.

【技术实现步骤摘要】
大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法
本专利技术属于风电场次同步振荡评估
,尤其涉及一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法。
技术介绍
近年来,随着新能源发电的装机容量逐年攀升,大量的电力电子设备接入电力系统,由此引入一系列新型次同步振荡问题,尤其是风电场与电网相互作用而产生的次同步振荡。由于我国能源和负荷分布的特点,远距离跨省跨地区的电力输送已经成为我国输电网面临的重要挑战之一,并且并网点短路比随风电机组并网容量的增加而降低,形成弱交流系统。现有研究表明,当大规模风电场外送入弱交流系统时,很可能引发次同步振荡风险。因此,对于大规模风电场汇集区域的次同步振荡风险进行评估具有重要意义。现有的短路比(shortcircuitratio,SCR)指标,通过计算单个风电场并网点的交流系统强度来衡量次同步振荡风险。然而实际系统中,通常是多个风电场同时连接于汇集站,形成大规模风电场汇集区域集中外送形式。若将现有的短路比计算方法应用于大规模风电场汇集区域,则需要将汇集区域内所有风电场视为与汇集站直接相连,因而无法反映区域内各个风电场容量的不同以及汇集区域内部的网络结构对汇集站交流系统强度的影响,造成短路比计算结果偏差较大,严重影响了次同步振荡风险筛选的准确性。
技术实现思路
针对上述技术问题,本专利技术提出一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,包括:步骤1:确定风电场汇集区域内各个风电场并网点,并定义汇集区域外送线路首段点为汇集站;步骤2:计算单个风电场并网点短路容量和单风场容量;步骤3:计算汇集站总短路容量;步骤4:计算汇集站总风机容量;步骤5:计算汇集站短路比;步骤6:依据汇集站短路比的计算结果,判断次同步振荡风险区域。所述汇集站短路比为汇集站总短路容量与汇集站总风机容量的比值。所述判断次同步振荡风险区域的标准为:当汇集站短路比≤1,则为高风险区域;当1<汇集站短路比≤3,则为有风险区域。本专利技术的有益效果:本专利技术提出了一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,能够考虑汇集区域内各个风电场的容量差别,以及汇集区域内部网架结构对汇集站短路比的影响,适用于大规模风电场汇集区域的次同步振荡风险筛选。附图说明图1为大规模风电场汇集区域拓扑接线原理图。图2为实施例中4个实际风场网架结构图。图3为各风场汇集线有功功率及频谱分析结果图。具体实施方式下面结合附图,对实施例作详细说明。本专利技术提出一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,包括:1、确定风电场汇集区域内各个风电场并网点和汇集母线如图1所示为大规模风电汇集区域拓扑接线原理图。其中,汇集区域外送线路首段B∑点为汇集站;区域内共有n个风电场,第i个风电场经升压变Ti接入交流系统Bi,i=1,2,...,n。以SGi表示第i个风电场内风机单机容量;以mi表示第i个风电场内风机台数。2、计算单个风电场并网点短路容量图1所示的大规模风电场汇集区域包含n个风电场,风场i的单风场短路容量为SCi,Si为风场i的总装机容量,ISCi为风场Bi处的短路电流,根据公式(1)—(2),计算各子风场的短路容量和单风场容量。Si=miSGi(2)3、计算汇集站总短路容量对图1所示风电汇集区域,计算汇集站B∑的总风场短路容量,公式如下所示:4、计算汇集站总风机容量图1所示风电汇集区域的总风机容量为:SB∑=S1+S2+S3+...+Sn(4)5、计算汇集站短路比图1所示的风电汇集站短路比公式如下:6、确定次同步振荡风险区域依据汇集站短路比SCRBΣ的计算结果,判断次同步振荡风险区域,判断标准为:当SCRBΣ≤1,则为高风险区域;(6)当1<SCRBΣ≤3,则为有风险区域;(7)具体实施例如下。本专利技术用于大规模风电汇集区域的次同步振荡风险评估方法具体包括以下步骤:1、实际风电场网架结构以4个实际系统算例,验证不同网架结构下系统次同步振荡风险,以及汇集站短路比对这一影响规律的反映情况。4个实际大型风场的网架结构如下图2所示。A风场为辽宁锦州厂风电场,风场中各子风场以辐射状方式接入汇集线;B风场为辽宁龙康风电场,风场中各子风场汇集于同一母线后集中外送;C风场为蒙东乌丹风电场,D风场为蒙东杨树风电场,两个风电场的网架结构均为混联拓扑结构,是风场的典型拓扑结构。各风场风机台数ni已在图中标注,各风场的电气参数如表1-4所示。表1辽宁锦州厂风电场实际参数线路LLG-JZC阻抗线路QJ-JZC阻抗线路YD-JZC阻抗线路YX-JZC阻抗0.00471+j0.02073p.u0.0014+j0.00713p.u0.00512+j0.01885p.u(0.00376+j0.02147)/2p.u线路JLT-LLK阻抗线路LLK-YX阻抗变压器1漏抗变压器2漏抗0.00365+j0.0136p.u0.00428+j0.0213p.u0.0034p.u0.1275p.u变压器3漏抗变压器4漏抗变压器5漏抗ISC10.1321p.u0.1382p.u0.1389p.u9.7271KAISC2ISC3ISC4ISC519.6137KA10.4442KA8.7673KA7.1973KA表2辽宁龙康风电场实际参数变压器1漏抗变压器2漏抗变压器3漏抗ISCi(i=1,2,...,6)0.05417p.u0.05417p.u0.133p.u8.0608KA表3蒙东乌丹风电场实际参数表4蒙东杨树风电场实际参数线路YS-WT阻抗线路YS-DS阻抗线路YS-XC阻抗线路YS-DY阻抗0.00498+j0.01814p.u0.00386+j0.01674p.u0.0035+j0.1589p.u0.00381+j0.1731p.u线路XC-DXC阻抗线路XC-MY阻抗线路DY-MDDY阻抗线路DY-QX阻抗0.00021+j0.00095p.u0.00078+j0.00353p.u0.001+j0.00454p.u0.00145+j0.0066p.u变压器1漏抗变压器2漏抗变压器3漏抗变压器4漏抗0.1373p.u0.19921p.u0.10667p.u0.10858p.u变压器5/6漏抗变压器7漏抗变压器8漏抗ISC10.10933p.u0.1273p.u0.1398p.u3.4424KAISCi(i=2,3.4)ISC5=ISC6ISC7=ISC83.5430KA9.4592KA3.6783KA计算各子风场短路容量时,UN均为220kV,单台风机容量SGi均为1.5MW。2、实际风电场汇集站短路比计算四个实际风电场的汇集站短路比计算结果和汇集线(JZC、LK、WD及YS)常规短路计算结果如下表所示:表5两种短路比计算结果对比风场ABCD汇集站短路比1.8754.51.470.99原有短路比31.995.0411.522.06短路比越小,说明系统支撑能力越弱,次同步振荡风险越大。按照本专利技术的方法,根据汇集站短路比计算结果,依据公式(6)、(7)判断准则,D区域为高风险区域,C和A为有风险区域,且四个实际风电场汇集区域次同步振荡风险进行排序结果为:D>C>A>B。而根据现有短路比计算方法得到的结果进行次同步振荡风险排序,得到排序结果:D>B>C>A。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,其特征在于,包括:步骤1:确定风电场汇集区域内各个风电场并网点,并定义汇集区域外送线路首段点为汇集站;步骤2:计算单个风电场并网点短路容量和单风场容量;步骤3:计算汇集站总短路容量;步骤4:计算汇集站总风机容量;步骤5:计算汇集站短路比;步骤6:依据汇集站短路比的计算结果,判断次同步振荡风险区域。

【技术特征摘要】
1.一种大规模风电场汇集区域次同步振荡风险的筛选方法,其特征在于,包括:步骤1:确定风电场汇集区域内各个风电场并网点,并定义汇集区域外送线路首段点为汇集站;步骤2:计算单个风电场并网点短路容量和单风场容量;步骤3:计算汇集站总短路容量;步骤4:计算汇集站总风机容量;步骤5:计算汇集站短路比;步骤6:依据...

【专利技术属性】
技术研发人员:毕天姝白阳张鹏董彩红李景一
申请(专利权)人:华北电力大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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