一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及送電能力評估領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方 法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量逐年增加，電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度與安全運行面臨巨大的挑戰(zhàn)。準(zhǔn)確 評估實際風(fēng)電系統(tǒng)的送電能力，不僅是防范系統(tǒng)運行點接近或達(dá)到靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限的重 要手段，也是保證系統(tǒng)電壓調(diào)整靈敏度正常可控的關(guān)鍵方法。一般運行工況下，要求系統(tǒng)內(nèi) 最大單組無功補償裝置投切引起所在母線電壓變化不宜超過額定電壓的2. 5%。
[0003] 如圖1所示，為傳統(tǒng)地風(fēng)電匯集系統(tǒng)等效電路示意圖。我國風(fēng)電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)可 用圖1電路等效，風(fēng)電匯集系統(tǒng)用單個風(fēng)電場模擬。在圖1中，E ;外部等值無窮大母線電 壓；V ;風(fēng)電場并網(wǎng)母線電壓；P ;風(fēng)電場外送有功功率；Q。；單組固定電容補償容量媒；動態(tài) 無功補償裝置感性支路初始吸收無功；X ;傳輸線路等值電抗；現(xiàn)有風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力 評估方程需借助靜態(tài)電壓靈敏度方法推導(dǎo)，并未考慮控制器動態(tài)特性的影響。
[0004] 設(shè)單組無功補償裝置容量為Q。，穩(wěn)定運行中可控制的電壓變化幅度不可超過客。 在不考慮動態(tài)無功補償裝置控制影響時，其感性支路可視為固定電感，因此得到靜態(tài)電壓 靈敏度公式（如式1)，并由此推得靜態(tài)電壓可控的必要條件如式2 :
(1) (2)
[0007] 最終由式2推得未計及動態(tài)無功補償裝置控制影響的風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力評 估方程，見式3 :
巧)
[0009] 由于風(fēng)電系統(tǒng)送電能力現(xiàn)有評估方程未考慮風(fēng)電場內(nèi)動態(tài)無功補償裝置控制的 影響，因此由該評估方程的估算結(jié)果并不準(zhǔn)確，容易造成實際風(fēng)電系統(tǒng)送電能力的過高估 計，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓調(diào)整靈敏度過大而引起單組電容補償后電壓波動幅度超過S的后果，嚴(yán) 重威脅系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0010] 目前關(guān)于大規(guī)模風(fēng)電匯集系統(tǒng)有功送出能力評估方程的推導(dǎo)多是基于風(fēng)電接入 系統(tǒng)的靜態(tài)電壓靈敏度方法，實際上，風(fēng)電場內(nèi)無功源種類繁多，除了靜態(tài)電容器外，動態(tài) 無功補償裝置的應(yīng)用也很廣泛，因此只考慮靜態(tài)特性、未計及動態(tài)無功補償裝置控制影響 的風(fēng)電系統(tǒng)送電能力評估方程不準(zhǔn)確，可能會造成風(fēng)電系統(tǒng)送出能力的過高估計，威脅系 統(tǒng)安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方法及裝 置，避免了在現(xiàn)有技術(shù)中，未計及動態(tài)無功補償裝置控制影響的風(fēng)電系統(tǒng)送電能力評估方 程不準(zhǔn)確，可能會造成風(fēng)電系統(tǒng)送出能力的過高估計。
[0012] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方法，其特 征在于，該評估方法適用于動態(tài)無功補償裝置，所述動態(tài)無功補償裝置采用純感性支路恒 無功控制，所述方法包括：
[0013] 根據(jù)純感性支路恒無功控制獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng)的電壓-無功靈敏度；
[0014] 投入單組固定電容，根據(jù)所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)的電壓-無功靈敏度獲取投入的單組 固定電容補償后引起的電壓變化幅度，并根據(jù)投入的單組固定電容補償后引起的電壓變化 幅度獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可控的必要條件；
[0015] 根據(jù)所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可控的必要條件獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實 用評估修正方程；
[0016] 利用所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程實現(xiàn)風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力 實用評估。
[0017] 優(yōu)選地，所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)的電壓-無功靈敏度的表達(dá)式為：
[0019] 其中，表示為動態(tài)無功補償裝置感性支路初始吸收無功；E表示為外部等值無窮 大母線電壓；V表示為風(fēng)電場并網(wǎng)母線電壓；P表示為風(fēng)電場外送有功功率；X表示為傳輸 線路等值電抗。
[0020] 優(yōu)選地，所述投入的單組固定電容補償后引起的電壓變化幅度的表達(dá)式為：
[0022] 其中，化表示為單組固定電容容量。
[0023] 優(yōu)選地，所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可控的必要條件：
[002引其中，^表示為投入單組電容補償后電壓變化幅度限值。
[0026] 優(yōu)選地，所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程的表達(dá)式為：
O
[002引為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估裝置，該 評估裝置適用于動態(tài)無功補償裝置，所述動態(tài)無功補償裝置采用純感性支路恒無功控制， 所述裝置包括：
[0029] 電壓-無功靈敏度獲取單元，用于根據(jù)純感性支路恒無功控制獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng) 的電壓-無功靈敏度；
[0030] 電壓波動可控的必要條件獲取單元，用于投入單組固定電容，根據(jù)所述風(fēng)電匯集 系統(tǒng)的電壓-無功靈敏度獲取投入的單組固定電容補償后引起的電壓變化幅度，根據(jù)投 入的單組固定電容補償后引起的電壓變化幅度獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可控的必要條 件；
[0031] 送電能力實用評估修正方程獲取單元，用于根據(jù)所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可控 的必要條件獲取風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程；
[0032] 評估單元，用于利用所述風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程實現(xiàn)風(fēng)電匯集 系統(tǒng)送電能力實用評估。
[0033] 優(yōu)選地，所述電壓-無功靈敏度獲取單元獲取的風(fēng)電匯集系統(tǒng)的電壓-無功靈敏 度的表達(dá)式為：
[0035] 其中，9^表示為動態(tài)無功補償裝置感性支路初始吸收無功出表示為外部等值無窮 大母線電壓；V表示為風(fēng)電場并網(wǎng)母線電壓；P表示為風(fēng)電場外送有功功率；X表示為傳輸 線路等值電抗。
[0036] 優(yōu)選地，所述電壓波動可控的必要條件獲取單元獲取的投入的單組固定電容補償 后引起的電壓變化幅度的表達(dá)式為：
[0038] 其中，化表示為單組固定電容容量。
[0039] 優(yōu)選地，所述電壓波動可控的必要條件獲取單元獲取的風(fēng)電匯集系統(tǒng)電壓波動可 控的必要條件：
[0041] 其中，S表示為投入單組電容補償后電壓變化幅度限值。
[0042] 優(yōu)選地，所述送電能力實用評估修正方程獲取單元獲取的風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力 實用評估修正方程的表達(dá)式為：
.〇
[0044] 上述技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0045] 本發(fā)明所提出的風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程考慮了風(fēng)電場動態(tài)無 功補償裝置控制的影響，使調(diào)度部口能夠更加精確的掌握風(fēng)電系統(tǒng)的實際送電能力，避免 了某工況下風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力過高估計的事情發(fā)生，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0046] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)送些附圖獲得其他的附圖。
[0047] 圖1為傳統(tǒng)地風(fēng)電匯集系統(tǒng)等效電路示意圖；
[004引圖2為本發(fā)明提出的一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方法流程圖；
[0049] 圖3為本發(fā)明提出的一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估裝置框圖；
[0050] 圖4為本實施例投入單組容量為20Mvar的電容器后系統(tǒng)電壓變化對比圖。
【具體實施方式】
[0051] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0052] 本發(fā)明的工作原理為：目前風(fēng)電場運行中為避免日常運行中不必要的功率損耗， 通常將動態(tài)無功補償裝置容性支路設(shè)為手動投退，動態(tài)無功補償裝置采用純感性支路恒無 功控制。因此具備W上特征的風(fēng)電系統(tǒng)送電能力評估需考慮詳細(xì)動態(tài)無功補償裝置感性支 路恒無功控制的影響。式4為考慮感性支路恒無功控制后系統(tǒng)的電壓-無功靈敏度：
(4)
[0054] 其中，Q,為動態(tài)無功補償裝置感性支路初始吸收無功，其它參數(shù)仍與圖1相同。設(shè) 單組固定電容容量仍為Qc,則投入單組固定電容后引起的電壓變化幅度為：
樹.
[0056] 同樣設(shè)投入單組電容補償后電壓變化幅度限值為S，則系統(tǒng)電壓波動可控的必要 條件變?yōu)椋?br>樹
[0058] 最終由式6推得風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估修正方程：
[0060] 觀察現(xiàn)有風(fēng)電送電能力評估方程與修正方程得出，考慮動態(tài)無功補償裝置控制 后，且同時滿足電壓波動幅度要求的情況下，風(fēng)電送電能力估算值減小，風(fēng)電系統(tǒng)送電能力 被削弱。從而避免了因風(fēng)電系統(tǒng)送出能力的過高估計使得嚴(yán)重威脅系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0061] 基于上述工作原理，本發(fā)明提出了一種風(fēng)電匯集系統(tǒng)送電能力實用評估方法流程 圖，如圖2所示，該評估方法適用于動態(tài)無功補償裝置，所述動態(tài)無功補償裝置采用純感性 支路恒無功控制，所述方法包括：