基于psd-bpa的电网风电接入评价系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电接入评价技术领域，尤其涉及一种基于PSD-BPA的电网风电接入 评价系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 风能作为一种可再生资源，具有可再生、无污染、储量大、分布广泛等优点。同时， 风电较其它新能源成本更低，技术也更为成熟，具备大规模商业开发的条件，已成为世界能 源的重要组成部分。风电具有随机性和间歇性，风电大规模并网会影响电力系统的正常稳 定运行。风电的大规模接入对电网的影响主要体现在，电压、频率、功率波动上。对于地区 电网影响主要体现在电压波动上。风电接入评价是指导地区风电规划的重要组成部分。通 过对风电接入后的系统状态进行分析，可以明确风电接入对电网的影响。
[0003] 中国南方地区的电网数据基于PSD-BPA软件，但是，在基于PSD-BPA的电网风电接 入评价系统和方法方面的应用及其相关研究还没报到，此方向的研究没有被广泛开展。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统 及其方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于PSD-BPA的电网风 电接入评价系统，其特征在于：包括
[0006] 数据接入模块，自动接入PSD-BPA的电网基础数据，引进风电接入点，并将电网基 础数据和风电接入点数据存储于数据存数模块；
[0007] 数据存数模块，存储数据接入模块传输的PSD-BPA的电网基础数据、用户输入数 据和计算分析数据；
[0008] 数据计算模块，基于PSD-BPA的电网基础数据，进行潮流计算和稳定计算；所述潮 流计算基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容量，计算输出风电接入点 母线电压和网损；所述稳定计算基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容 量，计算输出风电接入点的短路容量和等值阻抗；
[0009] 数据分析模块，基于PSD-BPA的电网基础数据和数据计算模块输出，对风电接入 点进行短路容量比分析、电压闪变值分析、谐波含量分析；
[0010] 所述短路容量比分析：根据数据计算模块得到的风电接入点的短路容量Sse和当 前接入的风电装机容量sw，
-得到短路容量比K;
[0011] 所述电压闪变值分析：所述电压闪变值包括短时电压闪变值和长时电压闪变值， 根据单台风电机组的闪变系va)、单台风电机组的额定视在功率Sni、连接到公 共连接点得风电机组的数目Nwt、各台机组在lOmin和120min中内切换运行的次数Ν1(λι 和Ν12(λι、单台机组的闪变阶跃系数kfil(Wk)，对风电接入点的短时电压闪变值Pst和长 时电压闪变值Plt进行计算，其中i为风机编号，风机连续运行时电压闪变计算公式为：
风机切换运行时电压闪变计算公式为：
变值取连续运行和切换运行计算结果中的较大值；[0013] 所述谐波含量分析：根据各风电机各次谐波电流含量1^计算风电场注入系统各
[0012] 电压闪 .， 次谐波电流含量Ihw，其中h为谐波次数，计算公式为
，根据风电场各次谐波 电流含量Ihw和数据计算模块得到的风电接入点的等值阻抗R+jX计算风电场接入点各次谐 波电压含量Uhw，R为风电接入点的等值电阻，X为风电接入点的等值电抗，j为复数运算符 号，计算公式为：Uhw= (R+hXX)XIhw，谐波电压含量UH计算公式为：
风电场接入点的额定电压，计算总谐波畸变率THDU，计算公式为
[0014] 风电接入能力分析和输出模块，对电网线路模型，逐层增加风电接入点，并根据数 据计算模块和数据分析模块输出的短路容量比K、电压闪变、谐波含量逐次和对应的阈值自 动比较，超过阈值的风电装机容量为线路模型的最大风电接入能力。
[0015] 作为上述方案的进一步优化，短路容量比K的阈值为10%。
[0016] 作为上述方案的进一步优化，风电接入点的短时电压闪变值Pst的阈值为0.35%， 风电接入点的长时电压闪变值Plt的阈值为〇. 25%。
[0017] 作为上述方案的进一步优化，谐波含量的阈值THDU为2. 0%。
[0018] -种基于PSD-BPA的电网风电接入评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0019](11)、接入PSD-BPA的电网基础数据；
[0020] (I2)、引进风电接入点；
[0021] (13)、基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容量，计算输出风 电接入点母线电压和网损；
[0022] (14)、基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容量，计算输出风 电接入点的短路容量和等值阻抗；
[0023](15)、根据数据计算模块得到的风电接入点的短路容量Sse和接入的风电装机容
[0024] (16)、将风电接入点的短路容量比K进行阈值判断，若短路容量比K小于等于阈 值，进入步骤（17)，若短路容量比K大于阈值，进入步骤（19);
[0025] (17)、根据单台风电机组的闪变系数Cl (Φk，va)、单台风电机组的额定视在功 率Sni、连接到公共连接点得风电机组的数目Nwt、各台机组在lOmin和120min中内切换 运行的次数&。11和\2。 11、单台机组的闪变阶跃系数1^1(屯上对风电接入点的短时电 压闪变值Pst和长时电压闪变值Plt进行计算，其中i为风机编号，风机连续运行时电压
续运行和切换运行计算结果中的较大值；
[0026] (18)、将风电接入点的电压闪变值进行阈值判断，若电压闪变值Pst与Plt同时小于 阈值，返回步骤（12);若电压闪变值Pst与Plt任意一个大于阈值，进入步骤（19);
[0027](19)、根据各风电机各次谐波电流含量1^计算风电场注入系统各次谐波电流含 量Ihw，其中h为谐波次数，计算公式为：
..，根据风电场各次谐波电流含量Ihw 和数据计算模块得到的风电接入点的等值阻抗R+jX计算风电场接入点各次谐波电压含量Uhw，R为风电接入点的等值电阻，X为风电接入点的等值电抗，j为复数运算符号，计算公式 为：Uhw= (R+hXX)XIhw，谐波电压含量UH计算公式为：
，根据风电场接入
点的额定电压，计算总谐波畸变率THDU，计算公式为：
[0028] (20)、将风电接入点的谐波含量进行阈值判断，若谐波含量小于阈值，进入步骤 (12);若谐波含量大于阈值，进入步骤（21);
[0029] (21)、接入点的风电装机容量为线路模型的最大风电接入能力，输出线路模型的 风电装机容量。
[0030] 作为上述方案的进一步优化，短路容量比K的阈值为10%。
[0031] 作为上述方案的进一步优化，风电接入点的短时电压闪变值Pst的阈值为0. 35%， 风电接入点的长时电压闪变值Plt的阈值为〇. 25%。
[0032] 作为上述方案的进一步优化，谐波含量的阈值THDU为2. 0%。
[0033] 与已有技术相比，本发明的一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统及其方法 的有益效果体现在：
[0034] 1、本发明的一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统根据实际的线路构建的 线路模型，快速分析线路的短路容量比和电压波动值，并得出线路模型的最大风电接入能 力，为风电接入提供参考值，提高了办事效力。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统的结构框图。
[0036]
【具体实施方式】
[0037] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0038] 参见图1，图1是本发明的一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统的结构框 图。一种基于PSD-BPA的电网风电接入评价系统，包括数据接入模块、数据存数模块、数据 计算模块、数据分析模块和风电接入能力分析和输出模块。
[0039] 其中，数据接入模块，自动接入PSD-BPA的电网基础数据，引进风电接入点，并将 电网基础数据和风电接入点数据存储于数据存数模块。
[0040] 数据存数模块，存储数据接入模块传输的PSD-BPA的电网基础数据、用户输入数 据和计算分析数据。
[0041] 数据计算模块，基于PSD-BPA的电网基础数据，进行潮流计算和稳定计算；所述潮 流计算基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容量，计算输出风电接入点 母线电压和网损；所述稳定计算基于PSD-BPA的电网基础数据和风电接入点的风电装机容 量，计算输出风电接入点的短路容量和等值阻抗。
[0042] 数据分析模块，基于PSD-BPA的电网基础数据和数据计算模块输出，对风电接入点 进行短路容量比分析、电压闪变值分析、谐波含量分析；所述短路容量比分析：根据数据计
算模块得到的风电接入点的短路容量Sse和当前接入的风电装机容量Sw， 得到短路容量比K;所述电压闪变值分析：根据单台风电机组的闪变系数Cl( !K，va)、单台 风电机组的额定视在功率Sni、连接到公共连接点得风电机组的数目Nwt、各台机组在lOmin 和120min中内切换运行的次数~1和12。11、单台机组的闪变阶跃系数1^ 1巧上对风电接 入点的短时电压闪变值Pst和长时电压闪变值Plt进行计算，其中i为风机编号，风机连续运
闪变值取连续运行和切换运行计算结果中的较大值；所述谐波含量分析：根据各风电机各 次谐波电流含量IM计算风电场注入系统各次谐波电流含量Ihw，其中h为谐波次数，计算公 式为：
4艮据风电场各次谐波电流含量Ihw和数据计算模块得到的风电接入 点的等值阻抗R+jX计算风电场接入点各次谐波电压含量Uhw，R为风电接入点的等值电阻，X为风电接入点的等值电抗，计算公式为：Uhw= (R+hXX)XIhw;
[0043] 风电接入能力分析和输出模块，对确定的电网线路，逐层增加风电接入点，并根据 数据计算模块和数据分析模块输出的短路容量比K、电压闪变值、谐波含量和阈值自动比 较