[發明專利]大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法

有效

• 申請號: 202110319762.8
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113158431B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李衛星;李帛洋;徐式蘊;劉新元;晁璞璞;鄭惠萍;張一帆;呂晨;雷達;薄利明;習工偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;國網山西省電力公司電力科學研究院;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/38
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法，屬于電力系統等值建模技術領域。本發明為了解決現有的大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法無法滿足多種工況的模擬需求的問題。本發明包括對送端交流側和受端交流側進行等值計算的過程，對送端交流側進行等值時，根據風電集群子系統、送端交流側和直流輸電子系統間的功率關系和送端交流側的短路電流、送端交流側的額定電流、送端交流側強度系數，以及送端交流側的各矢量關系E_R＝I_RR_R+jI_RX_R+U_R，結合送出系統實際運行參數，求得送端交流側等值參數。參照送端交流側進行等值的方式對受端交流側進行等值。主要用于大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模。

技術領域

本發明涉及一種大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法，屬于電力系統等值建模技術領域。

背景技術

目前，在對大規模風電經特高壓直流送出系統建模時，現有交流側等值建模方法通常沒有考慮風機的功率貢獻，在建模時一般認為直流輸送功率全部由送端交流側提供，導致建立的等值模型不夠精確。另一方面，現有方法多為針對某一特定的送出系統工況建立，通常為額定工況，直流傳輸功率改變或風電出力改變時，送端交流側和受端交流側功率也將變化，如果其等值參數維持不變，送端換流變壓器和受端換流變壓器高壓側母線電壓無法保持在額定值，送出系統將偏離正常運行點，導致較大偏差。因此，現有方法已經無法滿足直流傳輸功率不同、風電出力不同、電網支撐強度不同等多樣化工況的模擬需求，亟須改進。

發明內容

本發明為了解決現有的大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法無法滿足多種工況的模擬需求的問題。

大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法，所述大規模風電經特高壓直流送出系統包含送端交流側子系統、受端交流側子系統、直流輸電子系統、風電集群子系統；將送端交流側子系統簡稱送端交流側，將受端交流側子系統簡稱受端交流側；

所述大規模風電經特高壓直流送出系統交流側建模方法包括對送端交流側進行等值計算的過程，對送端交流側進行等值計算的過程包括以下步驟：

直流輸電子系統整流器運行所需的無功功率均由無功補償電容和濾波器組提供，風電集群子系統中風電機組都運行在單位功率因數；送端交流側向直流輸電子系統只輸送有功功率，不輸送無功功率；設定I_R與U_R同方向，送端交流側的各矢量滿足如下關系：

E_R＝I_RR_R+jI_RX_R+U_R (1)

式中，j為虛數單位；E_R為送端交流側的等值電勢，R_R為送端交流側的等值電阻，X_R為送端交流側的等值電抗，U_R為送端換流變壓器高壓側母線電壓，I_R為送端交流側的電流；

送端交流側向直流輸電子系統輸送額定直流功率時，計算送端交流側的電流并將其定義為送端交流側的額定電流I_NR；

將送端交流側的短路電流I_SR與送端交流側的額定電流I_NR模值之比定義為送端交流側強度系數

根據風電集群子系統、送端交流側和直流輸電子系統間的功率關系和送端交流側的短路電流I_SR、送端交流側的額定電流I_NR、送端交流側強度系數k_R，以及公式(1)，結合送出系統實際運行參數，求得送端交流側等值參數E_R、R_R和X_R。