风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法及装置，方法包括：根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流；根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。利用本发明专利技术可以简单明确地分析影响风电场三相电压不平衡的关键因素，对于探究大规模风电汇集地区的电压不平衡机理具有重要的指导意义。

Method and Device for Determining Three-Phase Voltage Unbalance in Wind Power Convergence Area

【技术实现步骤摘要】
风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法及装置
本专利技术涉及电力技术，具体的讲是一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法及装置。
技术介绍
风电多采用大规模集中开发、远距离传输的模式，由于缺少常规电源的支撑且网架结构较为薄弱，在大规模风电汇集地区经常发生电压不平衡现象。严重的电压不平衡对风电场和电网的安全稳定运行均会产生危害。电压不平衡会造成风机定、转子绕组发热和增损，甚至触发风电机组的不平衡保护动作，造成风机脱网事故。电网的电压不平衡度需满足对于电力系统公共连接点电压不平衡度限值的要求：电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2％，短时不超过4％。此外，根据现有技术设计规范，长度小于100公里的架空输电线路采用不换位的架设方式，线路不换位会造成输电线路阻抗参数不平衡，而风电机组不同出力也会影响风电场电压不平衡度。因此，有必要对大规模风电汇集地区电压不平衡度的关键影响因素进行分析。
技术实现思路
为了对风电汇集地区的不平衡度影响因素进行分析，本专利技术实施例提供了一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，包括：根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流，其中，所述的等效模型为风电汇集地区等效节点与外部电网等效节点之间的电路等效模型；根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。本专利技术实施例中，所述的风电汇集地区的线路参数包括：风电汇集地区的线路长度、线路型号以及杆塔架设参数。本专利技术实施例中，所述的根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压包括：根据风电汇集地区等效节点的三相电压、外部电网等效节点的三相电压确定风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压；根据所述的三相电流确定三序电流；根据所述的风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压、三序电流以及三相阻抗矩阵确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压。本专利技术实施例中，确定的风电汇集地区等效节点的负序电压为：其中，为风电汇集地区等效节点的负序电压；z21三序阻抗矩阵中正负序耦合系数；z22为三序阻抗矩阵中等效负序阻抗；为线路正序电流；为线路负序电流。同时，本专利技术还提供一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定装置，包括：阻抗矩阵确定模块，用于根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；模型确定模块，用于根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流，其中，所述的等效模型为风电汇集地区等效节点与外部电网等效节点之间的电路等效模型；正负序电压确定模块，用于根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；不平衡度确定模块，用于根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。本专利技术实施例中，所述的风电汇集地区的线路参数包括：风电汇集地区的线路长度、线路型号以及杆塔架设参数。本专利技术实施例中，正负序电压确定模块包括：三序电压确定单元，用于根据风电汇集地区等效节点的三相电压、外部电网等效节点的三相电压确定风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压；三序电流确定单元，用于根据所述的三相电流确定三序电流；节点正负序电压确定单元，用于根据所述的风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压、三序电流以及三相阻抗矩阵确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压。同时，本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。同时，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。利用本专利技术确定的大规模风电通过不对称输电线路并网的负序电压不平衡度，可以简单明确地分析影响风电场三相电压不平衡的关键因素，对于探究大规模风电汇集地区的电压不平衡机理具有重要的指导意义。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开的风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法的流程图；图2为本专利技术实施例中提供的等效电路的示意图；图3为本专利技术公开的风电汇集地区三相电压不平衡度确定装置的框图；图4为本专利技术实施例中公开的计算机设备的框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，如图1所示，该方法包括：步骤S101，根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；本专利技术实施例中，风电汇集地区的线路参数包括：风电汇集地区的线路长度、线路型号以及杆塔架设参数。步骤S102，根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流，其中，所述的等效模型为风电汇集地区等效节点与外部电网等效节点之间的电路等效模型；步骤S103，根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；步骤S104，根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。本专利技术的技术方案通过建立不平衡线路的三相阻抗矩阵，建立风电汇集地区等效模型，确定风电汇集地区等效节点的三序电压，确定风电汇集地区等效节点的负序电压，简化风电汇集地区等效节点的负序电压，确定风电汇集地区等效节点的负序电压不平衡度。下面对本专利技术的技术方案作进一步详细说明如下：(1)建立不平衡线路的三相阻抗矩阵：根据风电汇集地区电网中的线路长度、型号、杆塔架设方式等相关参数，利用PSCAD中搭建不平衡线路的三相模型，仿真得到线路的三相阻抗矩阵。线路的三相阻抗矩阵可以表征为：其中，zaa、zbb和zcc为线路的自阻抗系数；zab、zbc和zca为相间互阻抗系数。(2)建立风电汇集地区等效模型：根据风电汇集地区电网参数和拓扑结构，将风电汇集地区等效为两节点模型，如图2所示，为本实施例中等效模型的电路示意图。其中，节点M为风电汇集地区的等效节点，节点N为外部电网等效节点，两个节点之间通过一条不平衡输电线路相连，图2中线路的三相阻抗矩阵为公式(1)中所示。(3)计算风电汇集地区等效节点的三序电压：根据三相电路基本理论，节点M三相电压可表示为：其中，为节点M的三相电压，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，其特征在于，所述的方法包括：根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流，其中，所述的等效模型为风电汇集地区等效节点与外部电网等效节点之间的电路等效模型；根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。

【技术特征摘要】
1.一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，其特征在于，所述的方法包括：根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；根据风电汇集地区的电网参数和拓扑结构建立等效模型，确定等效模型中等效节点的三相电压及三相电流，其中，所述的等效模型为风电汇集地区等效节点与外部电网等效节点之间的电路等效模型；根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压；根据确定的风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压确定风电汇集地区三相电压不平衡度。2.如权利要求1所述的风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，其特征在于，所述的风电汇集地区的线路参数包括：风电汇集地区的线路长度、线路型号以及杆塔架设参数。3.如权利要求1所述的风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，其特征在于，所述的根据所述的三相阻抗矩阵、等效节点的三相电压以及三相电流确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压包括：根据风电汇集地区等效节点的三相电压、外部电网等效节点的三相电压确定风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压；根据所述的三相电流确定三序电流；根据所述的风电汇集地区等效节点的三序电压、外部电网等效节点的三序电压、三序电流以及三相阻抗矩阵确定风电汇集地区等效节点的正序电压、负序电压。4.如权利要求3所述的风电汇集地区三相电压不平衡度确定方法，其特征在于，确定的风电汇集地区等效节点的负序电压为：其中，为风电汇集地区等效节点的负序电压；z21为三序阻抗矩阵中正负序耦合系数；z22为三序阻抗矩阵中等效负序阻抗；为线路正序电流；为线路负序电流。5.一种风电汇集地区三相电压不平衡度确定装置，其特征在于，所述的装置包括：阻抗矩阵确定模块，用于根据风电汇集地区的线路参数确定不平衡线路的三相阻抗矩阵；模型确定模块，用于根据风电汇集地区...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈璨，刘辉，吴林林，巨云涛，张永华，邓晓洋，李雨，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，中国农业大学，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11