[發明專利]一種基于功率圓的風火打捆配置比例的測定方法

無效

• 申請號: 201210591097.9
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103078352A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 湯奕;黃文潔
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于新能源發電技術中的風力發電領域，具體來說，涉及一種基于功率圓的風火打捆配置比例的測定方法。

背景技術

隨著風電接入容量的增加與接入電壓等級的提高使得電網受風電的影響范圍更廣，影響程度更大。在酒泉、哈密等地區已并網的風電對電網安全穩定運行的影響已經凸顯，且隨著并網規模、容量的加大，這種影響將進一步加劇。與此同時，哈密地區煤炭資源豐富，探明資源儲量410億噸；酒泉地區臨近蒙古國那林蘇海特煤田，嘉峪關～策克鐵路年運煤能力720萬噸，遠期運能可進一步增加；哈密和酒泉地區同樣也是煤電開發基地。哈密、酒泉能源基地規模大、集中度高，受系統調峰能力限制，新疆及西北主網風電消納能力十分有限。研究表明，新疆、西北主網2020年的風電消納能力約為310萬千瓦、1130萬千瓦，考慮西北五省區風電開發規模后，哈密酒泉風電需要大規模外送。因此，西北風電能源開發將呈現出“以大規模集中接入、遠距離輸送、大范圍消納”為主、“以大規模分散接入、就地消納”為輔的特點。與西北地區情況類似，我國北部、東北部等風電、煤電密集地區同樣存在風電與火電同時需要外送的需求。

上述風電、火電能源基地與東部、中部負荷中心距離超過2000km以上，直流輸電作為成熟、可靠的技術是承擔遠距離、大容量、低損耗輸電的主要手段。目前直流輸電系統一般為定功率和定電流模式，運行中輸送功率基本保持恒定。純風電經直流系統外送，直流相當于恒定負荷，正常運行時風電功率大幅度變化，導致系統有功不平衡，送端頻率將出現嚴重偏差，這一問題理論上可以采用直流系統的功率調制功能在一定程度上解決，但是目前國內尚無成熟的運行經驗，且直流系統緊密跟隨具有不確定性的風功率變化將降低直流系統運行可靠性和設備壽命，且直流系統運行經濟性較差。若風電與就近火電打捆輸送，可以實現平滑出力，保持輸電通道功率相對平穩，滿足直流輸電的基本要求，同時輸電通道利用率大幅提高。因此同時擁有風電、火電外送需求的地區，采用“風火”打捆直流外送是較為經濟、可行的方案。如今風火打捆成為研究的熱點，希望能為風火打捆規劃建設提供一定的理論性和技術性參考。對于風火打捆外送系統，具備風電并網的大規模集中式特點，為保證電力系統的安全穩定運行，配置合理的風火比例成為急需解決的重要問題之一。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于功率圓的風火打捆配置比例的測定方法，該測定方法可以測出在電力系統靜態電壓穩定裕度下的最佳風火打捆配置比例，從而解決風火配置比例問題。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于功率圓的風火打捆配置比例的測定方法，該測定方法包括以下步驟：

步驟10）設置初始參數：設迭代次數i的初始值為0，風火打捆配置比例為β，第i次迭代后的風火打捆配置比例為β_i，β的初始值為β₀，其中，0≤β≤1；

步驟20）根據風火打捆配置比例β生成運行方式：根據風火打捆配置比例β，確定風電場和火電廠的出力大小比例，從而確定電力系統的潮流測算初始條件，然后采用潮流測算方法進行潮流測算；

步驟30）根據步驟20）的潮流測算結果，制作P-V曲線，再根據P-V曲線法，測算電力系統的靜態穩定電壓裕度值Y_i，其中pt表示電力系統當前運行點的總的有功負荷值，p_l表示電力系統處于電壓穩定極限情況下的總的有功負荷值；p_t和p_l均從P-V曲線中獲得；

步驟40）確定風電場和火電廠相關參數，風電機組參數包括：機端電壓勵磁電抗x_m、轉子電流的轉矩分量I_qr、轉子電流的勵磁分量I_dr、定子側電抗x_s、定子回路等效電抗X_SS,X_ss＝x_m+x_s；火電機組參數包括：發電機同步電抗X_d、包括變壓器漏抗和母線電抗的電網等值電抗X_xi；根據加權等效聚合方法測算出風電場和火電場等效參數，如式（1）所示：