一种基于wams数据的风电场低电压穿越能力评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种评价方法，具体涉及一种基于WAMS数据的风电场低电压穿越能 力评价方法。
【背景技术】
[0002] 随着风电装机容量在电网中所占的比例的越来越高，其对电网的影响将不可忽 视。当电网发生故障导致风电场并网电压跌落时，出现的一系列暂态过程如过电压、过电流 等会严重危害风电机组本身及其控制系统的安全运行。一般情况下若电网出现故障风电机 组就实施被动式自我保护而立即解列，并不考虑故障的持续时间和严重程度，这样能最大 限度保障风电机组的安全。当风力发电的电网穿透率较低时风电机组自我保护退出是可以 接受的，而当风电在电网中占有较大比重时，若风电机组在电压跌落时仍采取被动保护式 解列则会增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，最终导致系统其它机组全部解列。 根据相关技术规定，并网点电压跌落时风电机组应具备"穿越"这个低电压时间（区域）的 能力，即风电机组低电压穿越能力。
[0003] 根据风电并网实际情况，部分并网运行的风电机组不具备低电压穿越能力，且故 障期间未能有效地提供动态无功支撑，是造成风电大规模脱网的主要原因之一。当风电场 不具备低电压穿越能力，电力系统发生扰动故障导致大量风电机组被切除时，系统潮流会 发生严重转移，电网电压和频率均受到影响，不利于系统的稳定运行。风电机组脱网不但 会对电网安全稳定运行和可靠供电带来很大风险，而且也可能会使风电场业主遭受很大损 失。
[0004] 因此，风电机组的低电压穿越能力是衡量风场运行安全性的一个重要指标。为维 持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全，评价分析风电机组低电压穿越能力是 否满足要求，对督促不满足"低穿"要求的风电机组进行整改具有重要意义。随着广域测量 系统（WAMS)的广泛应用，其为风电机组低电压穿越能力的分析评价提供了数据条件。如何 利用大量实时的PMU监测数据，通过建立风电机组低电压穿越能力评价模型，实现对风电 机组低电压穿越能力的合理评价，是保证电力系统的安全稳定运行和风电场并网安全的 重要基础。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于WAMS数据的风电场低电压 穿越能力评价方法，实现风电场低电压穿越能力监测评价，能够为促进风电场低穿性能提 供技术参考和依据。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0007] 本发明提供一种基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，所述方法包 括以下步骤：
[0008] 步骤1 :计算不同并网点电压跌落水平下风电机组脱网时间；
[0009] 步骤2 :分析风电机组低电压穿越能力；
[0010] 步骤3 :评价风电场低电压穿越能力评价。
[0011] 所述步骤1中，检测到并网点电压跌落后，根据GB/T19963-2011标准中《风电 场接入电力系统技术规定》，计算并网点电压跌落百分比，进而确定并网点电压跌落开始时 间、电压跌落结束时刻、电压恢复开始时刻和电压恢复结束时刻，将电压跌落结束时刻作为 零时刻，计算不同并网点电压跌落水平下风电机组脱网时间。
[0012] 所述步骤1中，设并网点电压跌落水平用并网点电压跌落百分比x表示，风电机组 脱网时间用tx表示，分为以下两种情况计算tx，有：
[0013] (l)x>0.2 时，有：
[0014] tx= 0. 625+[(x-0. 2) *(2-0. 625)]/(0. 9-0. 2) = 0. 625+(x-〇. 2) *1. 375/0. 7 (1)
[0015] (2)x〈0.2 时，有：
[0016]tx= 0? 625-[(0. 2-x)*(2-0. 625)V(0. 9-0. 2) = 0? 625-(0. 2-x)*l. 375/0. 7 ⑵。
[0017] 所述步骤2中，通过检测并网点电压跌落水平和各风电机组开关量，确定脱网风 电机组并计算脱网风电机组的运行性能是否符合要求，完成风电机组低电压穿越能力的分 析。
[0018] 所述步骤2具体包括以下步骤：
[0019] 步骤2-1 :通过检测运行性能符合要求的风电机组在2s时的开关量判断风电机组 是否发生脱网，如果没有发生脱网则认为风电机组具备低电压穿越能力，否则继续检测该 风电机组在脱网时刻的开关量，如果在脱网时刻风电机组没有脱网，则认为该风电机组同 样具备低电压穿越能力，否则认为该风电机组不具备低电压穿越能力；
[0020] 步骤2-2 :设风电场共有n台风电机组，第i台风电机组持续运行时间为txi，第i 台风电机组脱网时间为h，其中i= 1，2,…，n;并网点电压跌落后第i台风电机组持续运 行txi后脱网，于是第i台风电机组的低电压穿越能力评价值可表示为：
【主权项】
1. 一种基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特征在于：所述方法包括 以下步骤： 步骤1 :计算不同并网点电压跌落水平下风电机组脱网时间； 步骤2 :分析风电机组低电压穿越能力； 步骤3 :评价风电场低电压穿越能力评价。
2. 根据权利要求1所述的基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特征在 于：所述步骤1中，检测到并网点电压跌落后，根据GB/T19963-2011标准中《风电场接入电 力系统技术规定》，计算并网点电压跌落百分比，进而确定并网点电压跌落开始时间、电压 跌落结束时刻、电压恢复开始时刻和电压恢复结束时刻，将电压跌落结束时刻作为零时刻， 计算不同并网点电压跌落水平下风电机组脱网时间。
3. 根据权利要求1或2所述的基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特 征在于：所述步骤1中，设并网点电压跌落水平用并网点电压跌落百分比x表示，风电机组 脱网时间用tx表示，分为以下两种情况计算tx，有： (1)x>0. 2 时，有： tx= 0. 625+[(x-0. 2) *(2-0. 625)]/(0. 9-0. 2) = 0. 625+(x-〇. 2)*1. 375/0. 7 (1) (2)x〈0. 2 时，有： tx= 0? 625-[(0. 2-x)*(2-0. 625)]/(0. 9-0. 2) = 0? 625-(0. 2-x)*l. 375/0. 7 (2) 〇
4. 根据权利要求1所述的基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特征在 于：所述步骤2中，通过检测并网点电压跌落水平和各风电机组开关量，确定脱网风电机组 并计算脱网风电机组的运行性能是否符合要求，完成风电机组低电压穿越能力的分析。
5. 根据权利要求1或4所述的基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特 征在于：所述步骤2具体包括以下步骤： 步骤2-1 :通过检测运行性能符合要求的风电机组在2s时的开关量判断风电机组是否 发生脱网，如果没有发生脱网则认为风电机组具备低电压穿越能力，否则继续检测该风电 机组在脱网时刻的开关量，如果在脱网时刻风电机组没有脱网，则认为该风电机组同样具 备低电压穿越能力，否则认为该风电机组不具备低电压穿越能力； 步骤2-2 :设风电场共有n台风电机组，第i台风电机组持续运行时间为txi，第i台风 电机组脱网时间为b其中i= 1，2,…，n;并网点电压跌落后第i台风电机组持续运行txi 后脱网，于是第i台风电机组的低电压穿越能力评价值可表示为： Vgeneval-txi/tj (3) 其中，Vg_val为第i台风电机组的低电压穿越能力评价值，其取值范围表示为：
6. 根据权利要求1所述的基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，其特征在 于：所述步骤3中，按照下式对风电场的低电压穿越能力进行评价，有： Vfarmeval^eval/^gen (5) 其中，seval为风电场内脱网的风电机组低电压穿越能力之和；sgm为风电场内性能符合 要求的风电机组台数；VfMval为风电场的低电压穿越能力评价值，V farmeval1 ;且Vfa;rmevai越 小，表明风电场的低电压穿越能力越差。
【专利摘要】本发明提供一种基于WAMS数据的风电场低电压穿越能力评价方法，包括以下步骤：计算不同并网点电压跌落水平下风电机组脱网时间；分析风电机组低电压穿越能力；评价风电场低电压穿越能力评价。本发明实现了风电场低电压穿越能力监测评价，能够为促进风电场低穿性能提供技术参考和依据。
【IPC分类】H02J3-38
【公开号】CN104578161
【申请号】CN201510031928
【发明人】赵俊屹, 黄远超, 杨超颖, 张文朝, 范新桥, 韩钰
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司, 南京南瑞集团公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日