風電場低電壓穿越能力驗證方法
2023-09-16 14:31:25 1
專利名稱：風電場低電壓穿越能力驗證方法
技術領域：
本發明屬於ー種風電場低電壓穿越能力驗證方法的技術領域，特別是針對國家要求的風電場低電壓穿越能力抽檢而設計的一種驗證方法。
背景技術：
今年以來，我國發生多起大規模風電機組脫網事故，對電網運行安全造成了不利影響，其中風電機組不具備低電壓穿越能力是事故放生的主要原因。風電機組不具備低電壓穿越能力是目前風電運行最大的安全隱患。依照國家能源局及國家電網公司要求，需全面開展風電場低電壓穿越能力抽檢エ作。目前低電壓穿越測試採用低電壓穿越設備來進行風電場低電壓穿越能力抽檢。低電壓穿越測試設備為阻抗分壓的原理在單個風電機組機端進行短路試驗，毎次試驗只能針對單 機進行。採用低電壓穿越檢測設備進行風電場低電壓穿越能力驗證，其設備運輸周期較長，且抽檢只能針對整個風電場的某個單颱風機。如何找到ー種簡單、快速的風電場低電壓穿越能力驗證方法成為當前本領域研究課題之一。
發明內容
為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種風電場低電壓穿越能力驗證方法，其目的是為了提供一種簡單、快速的針對風電場開展低電壓穿越驗證的方法，採用該方法能夠在沒有低電壓穿越測試設備的情況下，基於短路試驗來驗證風電場的低電壓穿越特性。本發明是通過以下技術方案實現的風電場低電壓穿越能力驗證方法，是採用短路試驗方式對風電場低電壓穿越能カ進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力；其主要方法包括如下步驟A.擬合風電場短路模型，並應用於風電場短路試驗；B.依靠風電場集電線路阻抗控制風電場短路電壓跌落深度；C.通過控制集電線路保護時間控制風電場短路電壓跌落時間。所述的步驟A還可以為如下步驟Al.收集風電場的自然情況，包括風機類型、接入情況、集電線路情況；A2.依據風電場風機提供資料，建立風電場短路模型；A3.計算風電場在不同短路情況下能夠提供的短路電流及有功、無功情況；所述的步驟B還可以為如下步驟BI.依據集電線路參數，計算在集電線路不同位置進行短路條件下的風電場35kV母線及風電機組的電壓跌落深度；B2.依據短路計算結果及系統運行情況，評估風電場短路試驗對於系統的影響；
所述的步驟C還可以為如下步驟Cl.依據所述計算及評估結果，確定短路點、短路類型及短路時間，並評估試驗對於風電場的考核效果。C2.在風電場開展短路試驗，並驗證風電場具備的低電壓穿越能力。所述的採用短路試驗方式對風電場低電壓穿越能力進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力；其主要方法步驟如下步驟A.收集風電場的自然情況，包括風機類型、接入情況、集電線路情況等，依據資料整理風電場數據，為短路計算搭建風電場併網網絡模型；步驟B.依據風電機組提供的數學模型，採用基於滑差同調的風カ發電機聚合方法，擬合風電場的短路試驗模型；步驟C.根據風電場短路模型，計算出風電場在不同短路情況下所能提供的短路電流，風電場的有功、無功輸出及對機端電壓的支撐情況；步驟D.依據風電場的網絡模型及風電場擬合模型，建立風電場短路計算網絡矩陣，並依據該矩陣計算在集電線路處於不同位置的短路條件下的風電場35kV母線及風電機組的電壓跌落深度；步驟E.依據上述短路試驗計算結果，結合電網負荷情況及系統保護設定情況，對風電場短路試驗對系統的影響進行詳細的分析和評估，必要時修改系統保護參數，保證風電場短路試驗不會對用戶用電造成影響；步驟F.根據評估結果最後確定短路試驗的短路點、短路試驗類型及短路試驗，給出短路試驗的預期效果；步驟G.依據確定的短路點來控制電壓跌落深度，通過修改集電線路開關的保護時間來控制短路試驗的時間，通過短路試驗驗證風電場的低電壓穿越能力，並形成評估報
生ロ ο所述的步驟D中短路計算的部分程序及步驟如下首先填寫風電機組提供的數學模型資料sf=l. 5z=
z 1=0. 016+0. 07 Ijzm=l/(1/215+1/5. 47 j)s 1=0. 06ζ2=0· 0125./sl+0. 115jzslm=l. / (I. /z2+l/zm)zsl=zl+zslm其次填寫風電場網絡模型參數，包括網絡參數、變壓器參數、風機參數等zl=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xfInfJ;zl2=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xf2nf];再次建立風電場阻抗網絡矩陣D= [11-1;121;22-1;
231; 33-1;34-1;441;351; 55-1;46-1;];最後進行網絡矩陣的短路計算d=5;eabc=[l;exp (_j*pi/3*2);exp (j*pi/3*2)];Idl=I/(Z1 (d, d)+Z2(d, d)); Id2=-Idl;IdO=O;Idd=[Idl;Id2;IdO];Udl=eabc (I) _Idl*Zl (d, d)Ud2=-Id2*Z2(d, d)UdO=Ud2本發明為一種風電場低電壓穿越能力驗證方法，採用該方法能夠在沒有低電壓穿越測試設備的情況下，採用基於短路試驗的方法簡單、快速的驗證風電場的低電壓穿越特性。本發明基本原理為根據風電場自然情況在風電場35kV集電線路上進行人工短路試驗，依據短路點距離風電場35kV母線距離(集電線路阻杭)控制35kV母線電壓跌落深度，從而達到考核風電場運行風電機組低電壓穿越能力的目的。優點及有益效果本發明能夠不藉助低電壓穿越測試設備而達到驗證風電場低電壓穿越能力的目的。通過該方法對風電場進行低電壓穿越能力驗證不僅能夠驗證風電機組的低電壓穿越能力，同時能夠驗證風電場的其它電氣設備是否滿足國標中對於風電場低電壓穿越能力的要求，具有深遠的社會效益和市場效益。
以下結合附圖
與具體實施方式
對本發明作進行進一歩的詳細說明。圖I是基於短路試驗的風電場低電壓穿越能力驗證方法的試驗系統簡圖。具體實施方法實施例I :如圖I所示，本發明是一種風電場低電壓穿越能力驗證方法。本發明是根據風電場自然情況在風電場35kV集電線路上進行人工短路試驗，依據短路點距離風電場35kV母線距離，集電線路阻杭，控制35kV母線電壓跌落深度，從而達到考核風電場運行風電機組的低電壓穿越能力的目的。本發明採用短路試驗方式來驗證風電場低電壓穿越能力，基本原理為根據風電場自然情況在風電場35kV集電線路上進行人工短路試驗，依據短路點距離風電場35kV母線距離(集電線路阻杭)控制35kV母線電壓跌落深度，從而達到考核風電場運行風電機組的低電壓穿越能力的目的。本發明風電場低電壓穿越能力驗證方法，是採用短路試驗方式對風電場低電壓穿越能力進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力；其主要方法包括如下步驟A.擬合風電場短路模型，並應用於風電場短路試驗；B.依靠風電場集電線路阻抗控制風電場短路電壓跌落深度；C.通過控制集電線路保護時間控制風電場短路電壓跌落時間。採用上述方法對風電場低電壓穿越能力開展驗證試驗的具體實施步驟如下步驟A.收集風電場的自然情況，包括風機類型、接入情況、集電線路情況等，依據資料整理風電場數據，為短路計算搭建風電場併網網絡模型；步驟B.依據風電機組提供的數學模型，採用基於滑差同調的風カ發電機聚合方 法，擬合風電場的短路試驗模型；步驟C.根據風電場短路模型，計算出風電場在不同短路情況下所能提供的短路電流，風電場的有功、無功輸出及對機端電壓的支撐情況；步驟D.依據風電場的網絡模型及風電場擬合模型，建立風電場短路計算網絡矩陣，並依據該矩陣計算在集電線路處於不同位置的短路條件下的風電場35kV母線及風電機組的電壓跌落深度。下面為短路計算的部分程序及步驟首先填寫風電機組提供的數學模型資料sf=l. 5z=
z 1=0. 016+0. 07 Ijzm=l/(1/215+1/5. 47 j)s1=0. 06ζ2=0· 0125./sl+0. 115jzslm=l. / (I. /z2+l/zm)zsl=zl+zslm其次填寫風電場網絡模型參數，包括網絡參數、變壓器參數、風機參數等zl=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xfInf];zl2=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xf2nf];再次建立風電場阻抗網絡矩陣D= [11-1;121;22-1;231;33-1;34-1; 441;351; 55-1;46-1;];最後進行網絡矩陣的短路計算d=5;eabc=[l;exp (_j*pi/3*2);exp (j*pi/3*2)];Idl=I/ (Z1 (d, d) +Z2 (d, d));Id2=-Idl;IdO=O;
Idd=[Idl;Id2;IdO];Udl=eabc (I) _Idl*Zl (d, d)Ud2=-Id2*Z2(d, d)UdO=Ud2步驟E.依據短路試驗計算結果，結合電網負荷情況及系統保護設定情況，對風電場短路試驗對系統的影響進行詳細的分析和評估，必要時修改系統保護參數，保證風電場短路試驗不會對用戶用電造成影響；步驟F.根據評估結果最後確定短路試驗的短路點、短路試驗類型及短路試驗，給出短路試驗的預期效果；步驟G.依據確定的短路點來控制電壓跌落深度，通過修改集電線路開關的保護時間來控制短路試驗的時間，通過短路試驗驗證風電場的低電壓穿越能力，並形成評估報告 ο以上所述為風電場的典型實施案例，並非對該試驗方法的限制。如果根據風電場併網的電網結構變化、集電線路參數變化本領域技術人員在修改部分參數條件下採用上述方法進行風電場低電壓穿越能力驗證均在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特性是採用短路試驗方式對風電場低電壓穿越能力進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力；其主要方法包括如下步驟 A.擬合風電場短路模型，並應用於風電場短路試驗； B.依靠風電場集電線路阻抗控制風電場短路電壓跌落深度； C.通過控制集電線路保護時間控制風電場短路電壓跌落時間。
2.根據權利要求I所述的風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特徵是所述的步驟A還可以為如下步驟 Al.收集風電場的自然情況，包括風機類型、接入情況、集電線路情況； A2.依據風電場風機提供資料，建立風電場短路模型； A3.計算風電場在不同短路情況下能夠提供的短路電流及有功、無功情況。
3.根據權利要求I所述的風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特徵是所述的步驟B還可以為如下步驟 BI.依據集電線路參數，計算在集電線路不同位置進行短路條件下的風電場35kV母線及風電機組的電壓跌落深度； B2.依據短路計算結果及系統運行情況，評估風電場短路試驗對於系統的影響。
4.根據權利要求I所述的風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特徵是所述的步驟C還可以為如下步驟 Cl.依據所述計算及評估結果，確定短路點、短路類型及短路時間，並評估試驗對於風電場的考核效果。
C2.在風電場開展短路試驗，並驗證風電場具備的低電壓穿越能力。
5.根據權利要求I所述的風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特徵是所述的採用短路試驗方式對風電場低電壓穿越能力進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力；其主要方法步驟如下 步驟A.收集風電場的自然情況，包括風機類型、接入情況、集電線路情況等，依據資料整理風電場數據，為短路計算搭建風電場併網網絡模型； 步驟B.依據風電機組提供的數學模型，採用基於滑差同調的風力發電機聚合方法，擬合風電場的短路試驗模型； 步驟C.根據風電場短路模型，計算出風電場在不同短路情況下所能提供的短路電流，風電場的有功、無功輸出及對機端電壓的支撐情況； 步驟D.依據風電場的網絡模型及風電場擬合模型，建立風電場短路計算網絡矩陣，並依據該矩陣計算在集電線路處於不同位置的短路條件下的風電場35kV母線及風電機組的電壓跌落深度； 步驟E.依據上述短路試驗計算結果，結合電網負荷情況及系統保護設定情況，對風電場短路試驗對系統的影響進行詳細的分析和評估，必要時修改系統保護參數，保證風電場短路試驗不會對用戶用電造成影響； 步驟F.根據評估結果最後確定短路試驗的短路點、短路試驗類型及短路試驗，給出短路試驗的預期效果； 步驟G.依據確定的短路點來控制電壓跌落深度，通過修改集電線路開關的保護時間來控制短路試驗的時間，通過短路試驗驗證風電場的低電壓穿越能力，並形成評估報告。
6.根據權利要求5所述的風電場低電壓穿越能力驗證方法，其特徵是所述的步驟D中短路計算的部分程序及步驟如下 首先填寫風電機組提供的數學模型資料 sf=l. 5z=
zl=0. 016+0. 071 jzm=l/(1/215+1/5. 47 j)sl=0. 06z2=0. 0125. /sl+0. 115jzslm=l. / (I. /z2+l/zm)zsl=zl+zslm 其次填寫風電場網絡模型參數，包括網絡參數、變壓器參數、風機參數等 zl=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xfInf]; zl2=[xsys xlsend xtr2 xtr3nf xlcoll xf2nf]; 再次建立風電場阻抗網絡矩陣D=[ll-1;121;22-1;231;33-1;34-1;441;351;55-1;46-1;]; 最後進行網絡矩陣的短路計算 d=5;eabc=[l;exp (_j*pi/3*2);exp (j*pi/3*2)];Idl=I/(Zl(d, d)+Z2(d, d));Id2=-Idl;IdO=O;Idd=[Idl;Id2;IdO];Udl=eabc(I)_Idl*Zl(d, d)Ud2=-Id2*Z2(d, d)UdO=Ud2,
全文摘要
本發明屬於一種風電場低電壓穿越能力驗證方法的技術領域，特別是針對國家要求的風電場低電壓穿越能力抽檢而設計的一種驗證方法。本發明是採用短路試驗方式簡單、快速對風電場低電壓穿越能力進行驗證，並依據短路試驗結果評估風電場的低電壓穿越能力。本發明基本原理為根據風電場自然情況在風電場35kV集電線路上進行人工短路試驗，依據短路點距離風電場35kV母線距離控制35kV母線電壓跌落深度，從而達到考核風電場運行風電機組低電壓穿越能力的目的。
文檔編號G01R31/34GK102662147SQ201210144360
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者付堯, 劉勁松, 孫峰, 張佳斌, 戈陽陽, 李勝輝, 程緒可, 謝賜戩 申請人:東北電力科學研究院有限公司