一种基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法。它包括以下步骤：根据二极管整流单元交流母线无功功率不平衡量来进行潮流迭代。本发明专利技术填补了目前基于构网型风机和二极管整流单元的海上风电场稳态潮流计算方面研究的空白，并提出该交流系统稳定性判定方法，能为未来工程设计提供一定的参考；通用性强，适用于多种拓扑结构的基于构网型风机和二极管整流单元的海上风电交流系统，也适用于海上风电交流系统运行频率为低频、工频或中频的不同情况。频或中频的不同情况。频或中频的不同情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法


[0001]本专利技术属于电力系统输配电
，具体涉及一种基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法。

技术介绍

[0002]远海风电场具有更加丰富且稳定的风能资源，是未来风电发展的主要趋势。如何实现远距离大容量海上风电的可靠并网，是目前海上风电领域的关键技术。已投产的远海风电场基本采用基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统送出。然而，该方案需要建设大型海上换流站平台，建设难度和投资成本较高。
[0003]为了提高远海风电并网系统的经济性，近年来低成本换流器日益受到学术界和工业界的关注，其中，二极管整流单元在海上风电并网系统中的应用逐渐成为研究热点。相比于基于晶闸管的电网换相换流器，二极管整流单元具有更小的功率损耗、更小的投资费用和更高的可靠性。
[0004]稳定的交流电压是海上风电场正常运行的必要条件。基于二极管整流单元的海上风电并网方案能否实施的关键在于海上交流系统电压的幅值和频率能否得到有效控制。二极管整流单元并不具备主动控制能力，需要由外部电压源提供换相电压。一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法，其特征在于：所述海上风电交流系统包括构网型风机(A)、交流海缆(E)、升压变压器(F)、交流滤波器(D)、二极管整流单元交流母线(C)和二极管整流单元(B)；所述构网型风机(A)通过交流海缆(E)和升压变压器(F)连接到二极管整流单元交流母线(C)上，所述交流滤波器(D)连接在二极管整流单元交流母线(C)上，所述二极管整流单元交流母线(C)与二极管整流单元(B)连接；所述海上风电交流系统共有n个节点，其中s个构网型风机节点，构网型风机节点为PQ节点，构网型风机节点编号为n
‑
s+1到n；二极管整流单元交流母线节点为PCC节点，PCC节点编号为1；所述构网型风机的控制所有构网型风机稳态下输出无功功率为Q
wt
，并且控制所有构网型风机稳态下的瞬时频率相等为海上风电交流系统频率f；所述基于潮流算法的海上风电交流系统稳定性判断方法，包括如下步骤：根据二极管整流单元交流母线无功功率不平衡量来进行潮流迭代，具体包括：S1：输入系统原始数据，包括线路参数和变压器参数，输入海上风电交流系统额定频率f
(0)
，形成初始节点导纳矩阵Y
(0)
；S2：给定构网型风机节点输出有功功率初始值P
wtj(0)
(j＝n
‑
s+1,n
‑
s+2,
…
,n)，令二极管整流单元吸收的有功功率初始值P
r(0)
为所有构网型风机输出有功功率初始值P
wtj(0)
之和，计算PCC节点电压有效值初始值U
1(0)
；海上风电交流系统n个节点电压有效值初始值均取为U
i(0)
＝U
1(0)
(i＝1,2,
…
,n)，海上风电交流系统n个节点电压相角初始值均取为θ
i(0)
＝0
°
(i＝1,2,
…
,n)；S3：令构网型风机节点输出无功功率Q
wt
的取值区间为[Q
wtmin
,Q
wtmax
]，区间上下限的初始值Q
wtmin(0)
和Q
wtmax(0)
分别取
‑
1p.u.和1p.u.；S4：令构网型风机节点输出无功功率为Q
wtmin(0)
，代入f
(0)
、Y
(0)
、U
i(0)
、θ
i(0)
、P
wtj(0)
和Q
wtmin(0)
进行牛顿
‑
拉夫逊法潮流计算，得到从海上风电交流系统注入PCC节点的有功功率P
w
和无功功率Q
w
，以及PCC节点的电压有效值U1，计算二极管整流单元吸收的无功功率Q
r
和交流滤波器输出的无功功率Q
fil
，计算注入PCC节点的无功功率盈余为Q
sur1(0)
；同理，令构网型风机节点输出无功功率为Q
wtmax(0)
，代入f
(0)
、Y
(0)
、U
i(0)
、θ
i(0)
、P
wtj(0)
和Q
wtmax(0)
进行牛顿
‑
拉夫逊法潮流计算，得到注入PCC节点的无功功率盈余Q
sur2(0)
；S5：置迭代次数k＝0；S6：令构网型风机节点输出无功功率Q
wt(k)
为取值区间上下限的平均值，即Q
wt(k)
＝mean(Q
wtmin(k)
，Q
wtmax(k)
)，代入f
(k)
、Y
(k)
、U
i(k)
、θ
i(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭开军，李文津，周国梁，刘晓瑞，刘超，李浩原，王江天，夏泠风，曾维雯，彭越，陆洲，韩毅博，胡金，陈晨，盛晶晶，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：