一种判断风电场电压稳定的方法
【专利摘要】本发明提供了一种判断风电场电压稳定的方法，包括：建立风电场的第一节点方程；对第一节点方程进行降阶，并获取风电场中保留节点的第二节点方程；所述保留节点为所述风电场中具有风电机组的节点集合；化简第二节点方程，得到所述保留节点中任意一个负荷节点的电压向量；其中，所述负荷节点为节点电压变化的所述保留节点的集合；根据任意一个所述负荷节点的电压向量，获得该负荷节点的电压稳定指标；所述电压稳定指标为负荷节点的实际状态与稳定极限之间距离大小的量化指标；根据每个负荷节点的电压稳定指标，判断风电场的电压是否稳定。通过已解的潮流获取负荷节点的电压稳定指标，指导风电机组调度运行，降低风电汇集地区发生电压失稳的风险。
【专利说明】—种判断风电场电压稳定的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电【技术领域】，具体涉及一种判断风电场电压稳定的方法。
【背景技术】
[0002]大规模集群式风电场接入具有风电机组的弱端电网时，由于电网结构薄弱，系统短路电流较小，常发生因电压波动引起的大规模风机脱网事件。现有研究成果表明，风电出力较大时，系统的电压对有功、无功的变化更加灵敏，风电汇集地区的电压稳定水平与风电场出力密切相关，随着风电出力逐渐增加，使得接入点电压稳定裕度有所下降，最终导致电压失稳。
[0003]风电机组的电压稳定裕度是用于评估风电汇集地区电压稳定水平，指导风电调度运行，降低风电汇集地区发生电压失稳的风险。虽然目前已有研究针对大规模化风电场接入弱端电网引起的电压失稳情况开展了一些机理研究，但是还没有研究针对如何评估风电场出力变化对电压稳定裕度的影响。而我国风电资源丰富的地区大多处于电力系统末端，系统短路容量较小，电网薄弱，当风电场大规模接入时，随着风机出力的增加非常容易会造成接入点电压失稳的问题。因此如何根据风电场中的风电机组接入弱端电网时的负荷等效，定量化计算风电场汇集系统接入点风电机组的电压稳定裕度的方法是本发明的主要研究内容。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种判断风电场电压稳定的方法，用于解决现有技术中还没有研究针对如何评估风电场出力变化对电压稳定裕度的影响的技术问题。
[0005]本发明实施例中一种判断风电场电压稳定的方法，所述方法包括:
[0006]建立风电场的第一节点方程；
[0007]对所述第一节点方程进行降阶，并获取所述风电场中保留节点的第二节点方程；所述保留节点为所述风电场中具有风电机组的节点集合；
[0008]化简所述第二节点方程，得到所述保留节点中任意一个负荷节点的电压向量；其中，所述负荷节点为节点电压变化的所述保留节点的集合；
[0009]根据任意一个所述负荷节点的电压向量，获得该负荷节点的电压稳定指标；所述电压稳定指标为负荷节点的实际状态与稳定极限之间距离大小的量化指标；
[0010]根据每个负荷节点的电压稳定指标，判断风电场的电压是否稳定。
[0011]上述判断风电场电压稳定的方法，其中，所述方法还包括:
[0012]当所述负荷节点的电压稳定指标小于I时，所述负荷节点的电压稳定；
[0013]当所述负荷节点的电压稳定指标大于I时，负荷节点的电压失稳；
[0014]当所述负荷节点的电压稳定指标等于I时，所述负荷节点的电压临界稳定。
[0015]上述判断风电场电压稳定的方法，其中，所述风电场包括:保留节点以及联络节
[0016]点；[0017]所述保留节点包括:发电机节点以及负荷节点。
[0018]上述判断风电场电压稳定的方法，其中，所述方法包括:根据节点电压法建立所述风电场的第一节点方程(I)为:
【权利要求】
1.一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述方法包括: 建立风电场的第一节点方程； 对所述第一节点方程进行降阶，并获取所述风电场中保留节点的第二节点方程；所述保留节点为所述风电场中具有风电机组的节点集合； 化简所述第二节点方程，得到所述保留节点中任意一个负荷节点的电压向量；其中，所述负荷节点为节点电压变化的所述保留节点的集合； 根据任意一个所述负荷节点的电压向量，获得该负荷节点的电压稳定指标；所述电压稳定指标为负荷节点的实际状态与稳定极限之间距离大小的量化指标； 根据每个负荷节点的电压稳定指标，判断风电场的电压是否稳定。
2.根据权利要求1所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当所述负荷节点的电压稳定指标小于I时，所述负荷节点的电压稳定； 当所述负荷节点的电压稳定指标大于I时，负荷节点的电压失稳； 当所述负荷节点的电压稳定指标等于I时，所述负荷节点的电压临界稳定。
3.根据权利要求1所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述 风电场包括:保留节点以及联络节点； 所述保留节点包括:发电机节点以及负荷节点。`
4.根据权利要求3所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述方法包括:根据节点电压法建立所述风电场的第一节点方程(I)为: "41 卜 Ygl C.][叫⑴ h = Ylg Yll Kk Ul’ _oj Ykl 其中:％和夂分别为所述发电机节点的电压向量和电流向量；a和a分别为所述负荷节点的电压向量和电流向量；^为风电场中所述联络节点的电压向量；Y' GG、r GL,Y' GK、Y'lk、y' kg、y' kl、y' KK均为节点导纳矩阵的子矩阵。
5.根据权利要求4所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述对所述第一节点方程进行化简，并获取所述风电场中保留节点的第二节点方程包括: 消去所述第一节点方程(I)中的联络节点得到式(2)为: 7^1 [Yrr Yrr --/ G = GG GL G(2)，其中: Ygg =Ygg-Y'gkY~kAg)Ylg =Ylg-Ylk^kYko) 令2& = Y[l，则将式(2)改写为式(3): _ Ygg-YglHg Ull Ltg(3)
LlXLG r^LL _ L _
6.根据权利要求5所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述方法还包括:定义负荷参与因子矩阵Fui=-ZuYui，则第j个负荷节点的电压向量&为:
7.根据权利要求6所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述根据任意一个所述负荷节点的电压向量，获得该负荷节点的电压稳定指标包括: 将式(4)两边乘以〃并进行化简后，得到式(5):
8.根据权利要求6所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述根据所述负荷节点的向量关系，获得所述负荷节点的电压稳定指标还包括: 定义$及满足式(7):
9.根据权利要求1所述的一种判断风电场电压稳定的方法，其特征在于，所述方法还包括: 根据式(10)获得所述负荷节点的电压稳定裕度Mj: Mj=1-Lj(10) 其中，当M值大于O时，则所述负荷节点电压稳定； 当M值为O时，则所述负荷节点电压临界稳定； 当M值小于O时，则所述 负荷节点电压失稳。
【文档编号】H02J3/38GK103490414SQ201310459386
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】闻宇, 刘晓敏, 刘辉, 刘海涛, 崔正湃, 张隽, 吴林林, 周博 申请人:国家电网公司, 国网冀北电力有限公司, 华北电力科学研究院有限责任公司