一种风电场阻抗特性分析模型构建方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请公开了一种风电场阻抗特性分析模型构建方法、装置及设备，方法包括：根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型；采用等效电路技术根据风电场变压器进行变压器建模，得到变压器模型；在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若线缆长度超过长度阈值，则对目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，目标线缆包括电缆线路和集电线路；依据可变阻抗模型、变压器模型、线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型。本申请能解决现有技术对于长距离高频电缆的等效建模结果与实际相差较大，增大了阻抗特性评估的难度的技术问题。抗特性评估的难度的技术问题。抗特性评估的难度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场阻抗特性分析模型构建方法、装置及设备


[0001]本申请涉及风电场建模
，尤其涉及一种风电场阻抗特性分析模型构建方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]风电场经长距离海缆接入电网时，海缆和电网侧阻抗之间的阻抗特性可能造成谐波放大，从而产生谐振现象。因此，有必要对风电场的阻抗特性开展评估工作，评估其接入电网后发生谐振的风险。因此，风电场模型反映风电场阻抗特性的准确程度尤为重要，关系到风电场阻抗特性评估结果是否接近工程实际，能否为工程实际提供有效指导和参考。NB/T10651
‑
2021《风电场阻抗特性评估技术规范》开展风电场阻抗特性评估规定了风电场的评估步骤和方法，风电场详细建模作为风电场阻抗特性评估的关键步骤，该标准分别对风电机组、变压器、线路和无功补偿装置做出具体的建模要求。其中，对于电力线路，推荐采用的是π型或者T型等效电路。目前多数风电场阻抗特性的评估工作也是采用等效电路对风电场电力线路进行建模。
[0003]但是，电缆的电气参数是随频率变化的，相关文献指出，电缆的交流电阻将随频率升高而增大，串联电感会随频率升高而减小。目前仿真建模主要采用三种模型来模拟电缆的特性：1)集中式π型电路，对于长电缆，采用集中式π型电路无法反映其分布特性，不能模拟行波的传输延迟；2)Bergeron分布式模型，本质上也近似于多个π型等效电路串联，无法反映前述电缆阻抗的频率相关性；3)依频模型，可完整地表示电缆的频率相关性，但其模型求解时间比前述2种模型更长。对于长度较短的海缆，采用1)集中式或2)分布式π型等值电路误差均较小，且短海缆的阻抗特性对场站整体阻抗特性影响较小；但对于长距离电缆的高频段阻抗特性，采用等效电路的阻抗特性与实际相差较大，且其阻抗特性对场站整体阻抗特性影响较大，因此增大了准确评估阻抗特性的难度和复杂度。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种风电场阻抗特性分析模型构建方法、装置及设备，用于解决现有技术对于长距离高频电缆的等效建模结果与实际相差较大，增大了阻抗特性评估的难度的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种风电场阻抗特性分析模型构建方法，包括：
[0006]根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；
[0007]采用等效电路技术根据风电场变压器进行变压器建模，得到变压器模型，所述风电场变压器包括主升压变压器和机端变压器；
[0008]在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若所述线缆长度超过长度阈值，则对所述目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，所述目标线缆包括电缆线路和集电线路；
[0009]依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型。
[0010]优选地，所述根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，之前还包括：
[0011]获取风电场的实际电气结构和实际电气参数；
[0012]通过实测或者仿真方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据。
[0013]优选地，所述在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若所述线缆长度超过长度阈值，则对所述目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，还包括：
[0014]若所述线缆长度不超过所述长度阈值，则采用所述等效电路技术对所述目标线缆进行线缆建模，得到线缆等效模型。
[0015]优选地，所述依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型，之前还包括：
[0016]获取风电场接入的电网系统参数，并根据所述电网系统参数计算电网侧阻抗；
[0017]根据所述电网系统参数和所述电网阻抗在离线仿真平台上搭建预设系统侧模型。
[0018]优选地，所述依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型，之后还包括：
[0019]依据目标风电场模型进行风电场振荡风险评估操作，得到风险评估结果。
[0020]本申请第二方面提供了一种风电场阻抗特性分析模型构建装置，包括：
[0021]阻抗建模单元，用于根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；
[0022]设备建模单元，用于采用等效电路技术根据风电场变压器进行变压器建模，得到变压器模型，所述风电场变压器包括主升压变压器和机端变压器；
[0023]线缆建模单元，用于在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若所述线缆长度超过长度阈值，则对所述目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，所述目标线缆包括电缆线路和集电线路；
[0024]模型整合单元，用于依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型。
[0025]优选地，还包括：
[0026]第一获取单元，用于获取风电场的实际电气结构和实际电气参数；
[0027]第二获取单元，用于通过实测或者仿真方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据。
[0028]优选地，还包括：
[0029]线缆等效单元，用于若所述线缆长度不超过所述长度阈值，则采用所述等效电路技术对所述目标线缆进行线缆建模，得到线缆等效模型。
[0030]优选地，还包括：
[0031]第三获取单元，用于获取风电场接入的电网系统参数，并根据所述电网系统参数
计算电网侧阻抗；
[0032]系统建模单元，用于根据所述电网系统参数和所述电网阻抗在离线仿真平台上搭建预设系统侧模型。
[0033]本申请第三方面提供了一种风电场阻抗特性分析模型构建设备，所述设备包括处理器以及存储器；
[0034]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0035]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的风电场阻抗特性分析模型构建方法。
[0036]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0037]本申请中，提供了一种风电场阻抗特性分析模型构建方法，包括：根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；采用等效电路技术根据风电场变压器进行变压器建模，得到变压器模型，风电场变压器包括主升压变压器和机端变压器；在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若线缆长度超过长度阈值，则对目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，目标线缆包括电缆线路和集电线路；依据可变阻抗模型、变压器模型、线缆依频模型和预设系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场阻抗特性分析模型构建方法，其特征在于，包括：根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，所述可变阻抗模型包括风机阻抗模型和无功补偿阻抗模型；采用等效电路技术根据风电场变压器进行变压器建模，得到变压器模型，所述风电场变压器包括主升压变压器和机端变压器；在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若所述线缆长度超过长度阈值，则对所述目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，所述目标线缆包括电缆线路和集电线路；依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型。2.根据权利要求1所述的风电场阻抗特性分析模型构建方法，其特征在于，所述根据风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据进行模型拟合，得到可变阻抗模型，之前还包括：获取风电场的实际电气结构和实际电气参数；通过实测或者仿真方式获取风电机组阻抗特性数据和无功补偿装置阻抗特性数据。3.根据权利要求1所述的风电场阻抗特性分析模型构建方法，其特征在于，所述在实际电气参数中获取目标线缆的线缆长度，若所述线缆长度超过长度阈值，则对所述目标线缆的导体层、绝缘层和护套分别进行详细部件建模，得到线缆依频模型，还包括：若所述线缆长度不超过所述长度阈值，则采用所述等效电路技术对所述目标线缆进行线缆建模，得到线缆等效模型。4.根据权利要求1所述的风电场阻抗特性分析模型构建方法，其特征在于，所述依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型，之前还包括：获取风电场接入的电网系统参数，并根据所述电网系统参数计算电网侧阻抗；根据所述电网系统参数和所述电网阻抗在离线仿真平台上搭建预设系统侧模型。5.根据权利要求1所述的风电场阻抗特性分析模型构建方法，其特征在于，所述依据所述可变阻抗模型、所述变压器模型、所述线缆依频模型和预设系统侧模型构建目标风电场模型，之后还包括：依据目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：余超耘，盛超，骆潘钿，郭敬梅，杨汾艳，曾有芝，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：