[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時選擇恢復(fù)路徑的方法

有效

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• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN105186569A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯奕;劉煜謙;馮祎鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種黑啟動時選擇恢復(fù)路徑的方法，具體來說，涉及一種風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時選擇恢復(fù)路徑的方法。

背景技術(shù)

黑啟動是解決電網(wǎng)大規(guī)模停電的主要途徑之一，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機(jī)組的啟動帶動無自啟動能力的機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)供電范圍，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)恢復(fù)的過程。目前，黑啟動電源的首選是水電機(jī)組。隨著環(huán)境問題和能源問題的加劇，新能源的開發(fā)成了國內(nèi)外的研究熱點。因此，在水資源匱乏，風(fēng)資源豐富的地區(qū)可以考慮利用風(fēng)機(jī)的自啟動能力以風(fēng)電場作為黑啟動電源，但也同時存在黑啟動電源不穩(wěn)定的問題。如能在風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時選擇合適恢復(fù)路徑，增大風(fēng)電場作為黑啟動電源的可行性并減小投資，則對于區(qū)域電網(wǎng)快速恢復(fù)供電具有重要意義。

目前，國內(nèi)外缺乏對風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時恢復(fù)路徑的實質(zhì)性研究，主要由于風(fēng)電機(jī)組響應(yīng)不夠迅速和采用儲能技術(shù)時的巨大投資，對于以風(fēng)電場為黑啟動電源接入電網(wǎng)需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性與容量性這些問題研究不夠深入。

通過在風(fēng)電場作為黑啟動電源進(jìn)行電網(wǎng)黑啟動時進(jìn)行合適的恢復(fù)路徑選擇可以節(jié)省大量設(shè)備投資并加強(qiáng)黑啟動電源的穩(wěn)定性，為風(fēng)電場作為電網(wǎng)黑啟動電源提供了條件。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時選擇恢復(fù)路徑的方法，以克服現(xiàn)有風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動中，黑啟動電源不穩(wěn)定及需要配置儲能設(shè)備后造成的巨大投資。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)電場參與電網(wǎng)黑啟動時選擇恢復(fù)路徑的方法，所述的風(fēng)電場包括雙饋風(fēng)機(jī)、雙饋風(fēng)機(jī)輔機(jī)和移動柴油發(fā)電車，根據(jù)所啟動的火電廠容量不同，移動柴油發(fā)電車的容量為6—10MW；火電廠包括火電廠輔機(jī)和發(fā)電機(jī)；

該方法包括以下步驟：

步驟10)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障停電時，判斷是否采用風(fēng)電場作為黑啟動電源，如果是，則進(jìn)入步驟20)，如果否，則采用傳統(tǒng)的黑啟動電源啟動大容量火電機(jī)組，對外逐步恢復(fù)電網(wǎng)；

步驟20)啟動風(fēng)電場中移動柴油發(fā)電車，將移動柴油發(fā)電車接入至風(fēng)電場內(nèi)母線，建立恒定的頻率和電壓；

步驟30)啟動風(fēng)電場中的部分風(fēng)電機(jī)組輔機(jī)和火電廠中容量最大的一臺輔機(jī)；

步驟40)將風(fēng)電場中的雙饋風(fēng)機(jī)分為兩部分，先啟動一部分雙饋風(fēng)機(jī)，使該部分雙饋風(fēng)機(jī)限功率運(yùn)行，移動柴油發(fā)電車和該部分雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電功率為所有雙饋風(fēng)機(jī)的輔機(jī)供電；

步驟50)啟動另一部分雙饋風(fēng)機(jī)，調(diào)整另一部分雙饋風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)，使其輸出功率為0，火電廠中最大容量的輔機(jī)與風(fēng)電場形成區(qū)域內(nèi)功率平衡的系統(tǒng)；

步驟60)逐步啟動火電廠其余輔機(jī)，并控制風(fēng)電場中的風(fēng)機(jī)對火電廠輸出有功功率，同時，移動柴油發(fā)電車對火電廠輸出有功功率，維持火電廠功率動態(tài)平衡，最終啟動大容量火電機(jī)組，對外逐步恢復(fù)電網(wǎng)。

作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，判斷是否采用風(fēng)電場作為黑啟動電源的方法為：獲取N時間內(nèi)的持續(xù)實測平均風(fēng)速，將實測平均風(fēng)速和風(fēng)電場的啟動風(fēng)速作比較，如果實測平均風(fēng)速<風(fēng)電場的啟動風(fēng)速，則采用傳統(tǒng)的黑啟動電源啟動大容量火電機(jī)組，對外逐步恢復(fù)電網(wǎng)；如果實測平均風(fēng)速≥啟動風(fēng)速，則采用風(fēng)電場作為黑啟動電源，對外逐步恢復(fù)電網(wǎng)。

作為優(yōu)選例，所述的N為20—40分鐘。

作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，傳統(tǒng)的黑啟動電源為水電機(jī)組或具有自啟動能力的火電機(jī)組。

作為優(yōu)選例，所述的步驟30)中，啟動火電廠中最大容量的一臺輔機(jī)的過程為：閉合風(fēng)電場主變、中間輸電線路及火電廠主變的斷路器，向火電廠廠用母線供電，從而啟動火電廠中最大容量的一臺輔機(jī)。

作為優(yōu)選例，所述的步驟40)和步驟50)中，啟動雙饋風(fēng)機(jī)過程具體如下：閉合雙饋風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器的斷路器，啟動網(wǎng)側(cè)變換器，取網(wǎng)側(cè)電流與直流側(cè)電壓作為輸入量，并建立穩(wěn)定的直流電容電壓；

閉合轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的斷路器；轉(zhuǎn)子側(cè)變換器工作，使定子輸出電壓跟蹤電網(wǎng)電壓；

待定子輸出電壓與電網(wǎng)電壓同步后，閉合定子側(cè)斷路器，實現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)的啟動。

作為優(yōu)選例，所述的步驟60)中，維持功率動態(tài)平衡的過程包括：

通過調(diào)整移動柴油發(fā)電車輸出的無功功率，改變輸電線路上的無功功率，維持無功功率平衡，起到電壓調(diào)整的作用；

通過調(diào)整雙饋風(fēng)機(jī)輸出的有功功率和移動柴油發(fā)電車輸出的有功功率，改變潮流中的有功功率，維持有功功率平衡，并實現(xiàn)調(diào)整頻率作用。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例具有以下有益效果：