一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法与流程

文档序号:23268606发布日期:2020-12-11 18:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于:包括以下步骤:

s1:风电集群直流外送系统包括千万千瓦级风电集群、送端交流系统、直流输电系统和无功源设备,无功源设备包括同步调相机和交流滤波器,建立支撑风电集群直流外送系统电压稳定的无功平衡方程式;

s2:在s1的基础上,通过关键节点电压、调相机容量、电网有功网损3个参数指标确定多目标粒子群优化函数,结合交直流潮流、电压约束,建立风电集群各个风电场出口处的调相机优化配置模型;

s3:根据调相机优化配置结果,采用关键节点电压判据以满足该判据的节点数为衡量指来判断调相机分布式配置方案的电压支撑效果。

2.根据权利要求1所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述s1中充分考虑了调相机、交流滤波器、直流系统、交流系统和风电集群之间的无功配合,建立系统的无功平衡公式:

qdc+qac-qsc-qfilter-qwind=0

其中,

3.根据权利要求2所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述qdc、qsc和qfilter分别表示直流系统、调相机、交流滤波器的无功功率;qac和qwind分别为送端交流系统和风电集群汇入并网点的无功功率;pac和pwind分别为送端交流系统和风电集群汇入并网点的有功功率;c为换流变压器参数;up为风电集群并网点相电压有效值;α为整流器触发角;μ为换相角;us为送端交流系统等值同步机的相电压有效值;x1为送端电网至并网点的等效电抗;x2为风电集群至并网点的等效电抗;bc为交流滤波器的等效电纳;uw为风电集群出口处的交流电压有效值。

4.根据权利要求1所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述s2中建立了风电集群直流外送系统的分布式调相机优化配置模型,考虑电压偏差函数和经济成本函数:

s21:电压偏差函数

对于整个电网而言,电网的运行状态主要是由各个节点的电压偏差来表示的,电压偏差函数如下:

s22:经济成本函数

运行经济性包括两部分,一是降低调相机的容量配置,二是降低电网的有功网损,综合二者所建立的经济函数如下:

s23:约束条件:

等式约束为系统的潮流方程如下:

5.根据权利要求1所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述ui为第i个节点的电压标幺值,m为电网的节点数。

6.根据权利要求1所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述c1为调相机静态配置投资费用系数,取50万元/mvar;qk为每一台调相机配置容量;c2为有功网损造成的经济折算系数,取4.38万元/kw(10年周期计算);gij,bij分别为系统导纳矩阵中的相应元素;ui,uj,θij分别为节点i和j的电压幅值和相角差,p为调相机的个数。

7.根据权利要求1所述的一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,其特征在于,所述pgi,qgi分别为节点i处的常规发电机组的有功和无功出力;pli,qli分别为节点i处负荷的有功和无功功率;pwi,qwi分别为节点i处的风电场的有功和无功出力。


技术总结
本发明公开一种支撑风电直流外送系统电压稳定的调相机配置方法,鉴于风电集群各个风电场在交流故障时接收的电压跌落程度不一致,本发明差异化配置各个风电场出口处的调相机容量,采用多目标粒子群优化算法确定调相机分布式配置方案,并通过关键节点电压稳定判据来分析调相机配置方案的电压支撑效果。与传统的调相机集中式配置方案相比,调相机分布式配置方案考虑风电场自身特性、与故障点的电气距离和分层分区就近配置原则,电压支撑效果明显。本发明调相机配置方法兼顾风电集群的无功电压稳定性、调相机配置经济性和有功网损经济性,提出支撑风电直流外送系统电压稳定性的调相机配置方法,有效解决弱送端系统的暂态过电压问题。

技术研发人员:秦艳辉;魏伟;董雪涛;徐志;刘震;杨志超;高丙团;曹泽宇
受保护的技术使用者:国网新疆电力有限公司电力科学研究院;东南大学;国家电网有限公司
技术研发日:2020.09.01
技术公布日:2020.12.11
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