一种风电场并网稳定性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电场并网技术领域，特别是涉及一种风电场并网稳定性评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着能源危机的日趋严重，可再生能源的大力发展，全球风电装机容量以平均每 年高于20%的速度增长，风力发电已经成为具有相当规模的产业。截止2013年年底，全球 风力发电累计装机容量已达到3. 18亿千瓦，共安装有三百多个风电场。大规模风电场直 接接入电网使得风力发电电量在电网中所占比例越来越大，为电力系统带来发展机遇的同 时，也给其安全稳定运行及调度控制等诸多方面带来了新的挑战。
[0003] 随着风机并网技术的发展，越来越多的风机厂商采用了全功率变流器的并网方 式，而风电场内无功补偿设备亦采用SVC和SVG。全功率变流器和SVC及SVG均属于FACTS 设备，高压直流输电对并网短路容量比有一定要求。在短路容量比小的系统中易出现电网 振荡、动态过压、谐振等问题，这些电网故障状态都将影响风机的正常运行。特别是电网振 荡，不仅使风机报出故障停机，影响机组的可利用率，在振荡严重的地区甚至会影响到机组 内的用电设备和升压站的一次二次设备。虽然通过仿真计算可以求出系统的短路容量和风 电场并网的短路容量比，但仿真结果的准确性取决于仿真模型的准确性。目前大型电力系 统机电暂态仿真软件中均没有成熟的全功率变流器风电场机组并网模型，已经影响了结果 的准确性。而电力系统的运行方式是时刻改变的，随着系统运行方式的改变风电场的短路 容量比也会随之改变，无法定量地知晓目前风电场并网接入的短路容量比。
[0004] 另外，专利CN 101349731 B也提到了一种电压稳定性实时评估方法，该专利的缺 点是其所提到方法的准确性取决于系统模型的准确性，风电场通常亦不可能获得电网数。 因此该方法仅可以应用于电网调度中，无法在风电场端进行实施，且判断稳定性仅以线路 潮流指标作为考核指标，未考虑到全功率变流器及SVC、SVG并网短路容量比的作用。
[0005] 由此可见，上述现有的一种电压稳定性实时评估方法在使用上，显然存在不便与 缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种应用于风电场中，基于在线运行数据对风电 场并网接入的短路容量比进行计算，并据此评估风电场并网稳定性的一种风电场并网稳定 性评估方法，实属当前重要研发课题之一。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种风电场并网稳定性评估方法，使其可以及时 发现电网的运行状态，利于及时采取相关措施减小损失，从而克服现有技术的不足。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明一种风电场并网稳定性评估方法，包括以下步骤：数 据采集与存储，采集主变低压侧的母线电压、有功功率和无功功率并存储；计算短路容量， 设定在k时刻，系统的等效电势为E k= E kx+jEky，等效阻抗为Zk= Rk+jXk，风电场主变低压 侧的电流电压幅值为Vk，有功功率的负为P k，无功功率的负为Qk，系统运行的短路容量为 Stos。;设定在k-Ι时刻，系统的等效电势为E H= E (k_1)x+jE(k_1)y，系统的等效阻抗为Z lrt = RH+JXk+风电场主变低压侧的电流电压幅值为Vk+有功功率的负为P k+无功功率的负为 Qk+则k时刻系统运行短路容量为：
【主权项】
1. 一种风电场并网稳定性评估方法，其特征在于包括以下步骤： 数据采集与存储，采集主变低压侧的母线电压、有功功率和无功功率并存储； 计算短路容量， 设定在k时刻，系统的等效电势为Ek=Ekx+jEky，等效阻抗为Zk=Rk+jXk，风电场主变 低压侧的电流电压幅值为Vk，有功功率的负为Pk，无功功率的负为Qk，系统运行的短路容量 为Sk〇SC' 设定在k-1时刻，系统的等效电势为EifE ，系统的等效阻抗为Zgi ，风电场主变低压侧的电流电压幅值为Vh，有功功率的负为Ph，无功功率的负为 Qk-l， 则k时刻系统运行短路容量为：
电网稳定性评估，令0SCR为k时刻风电场运行短路容量比，n为风电场内机组数，Pds单台风力发电机组额定容量，则有：
Pt=nXPd 当3彡OSCR>1^时，调整自动无功补偿设备的控制参数，当n>OSCR>n2时，调整 全功率变流器的控制参数，当n2> 0SCR时，减少同时并网机组的台数，所述ni取值在2-3 之间，％取值参考IEEEStdl204-1997标准。
2. 根据权利要求1所述的一种风电场并网稳定性评估方法，其特征在于所述
中Rk= 〇。
3. 根据权利要求1所述的一种风电场并网稳定性评估方法，其特征在于所述采集由风 电场二次系统继电保护装置完成。
4. 根据权利要求1所述的一种风电场并网稳定性评估方法，其特征在于所述存储由数 据中心完成。
5. 根据权利要求1所述的一种风电场并网稳定性评估方法，其特征在于所述采集的数 据通过以太网方式传输至存储设备。
【专利摘要】本发明是有关于一种风电场并网稳定性评估方法，包括以下步骤：数据采集与存储，采集主变低压侧的母线电压、有功功率和无功功率并存储；计算系统运行的短路容量Skosc；电网稳定性评估，令OSCR为k时刻风电场运行短路容量比，n为风电场内机组数，Pd为单台风力发电机组额定容量，则有：Pt＝n×Pd，当3≥OSCR＞n1时，调整自动无功补偿设备的控制参数，当n1≥OSCR＞n2时，调整全功率变流器的控制参数，当n2≥OSCR时，减少同时并网机组的台数，所述n1取值在2-3之间，n2取值参考IEEE Std1204-1997标准。利用本发明可以及时检测到电网的运行状态，有利于及时采取相关措施减少损失。
【IPC分类】H02J3-38
【公开号】CN104779644
【申请号】CN201510226969
【发明人】唐彬伟, 赵亮, 随德光
【申请人】北京天源科创风电技术有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年5月6日