[發(fā)明專利]一種考慮分布式風力發(fā)電機的電力系統仿真方法及系統

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• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113312749A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 王琦;趙兵;孫華東;郭強;嚴劍鋒;駱攀登;郝杰;仲悟之;徐式蘊;蔣彥翃;龍飛;褚曉杰;吳萍;王姍姍;劉麗平;張鑫;羅紅梅;李惠玲;呂晨;王歆;賈琦;賈俊川;馬全;黃東敏;張子巖;鄭帥飛;程勢高;樊明鑒
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發(fā)明公開了一種考慮分布式風力發(fā)電機的電力系統仿真方法及系統，屬于電力系統仿真建模技術領域。本發(fā)明方法，包括：根據考慮配電網絡的負荷模型，建立考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型；確定變電站配供電區(qū)域的配電網絡等值阻抗參數；確定等值風力發(fā)電系統參數；確定靜態(tài)的負荷模型參數；確定動態(tài)的負荷模型參數；確定變電站配供電區(qū)域的無功補償參數；確定考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型參數；將考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型參數，輸入考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型，對電力系統進行模擬仿真。本發(fā)明克服了現有考慮風力發(fā)電系統的負荷建模技術采用參數辨識法，參數物理意義不明確，模型適應性不強的缺點。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統仿真建模技術領域，并且更具體地，涉及一種考慮分布式風力發(fā)電機的電力系統仿真方法及系統。

背景技術

隨著全球能源緊張進一步加劇，可再生能源越來越受到人們的廣泛關注。作為重要的可再生能源，風電資源近年來得到了進一步的開發(fā)利用。

風力發(fā)電技術發(fā)展到今天已經相對成熟，其應用前景在全球能源枯竭的背景下也越來越光明。風電資源清潔無污染、安全可控，是一種優(yōu)質的可再生新能源，分布式風力發(fā)電技術在我國已經得到廣泛的應用。負荷區(qū)域的分布式風力發(fā)電設備的占比越來越大，其故障穿越特性對交流電網的安全穩(wěn)定特性造成巨大影響，華東電網汛高方式下，賓金直流雙極閉鎖，頻率跌至49.25Hz延時0.2s后，分布式電源脫網后系統頻率跌至49Hz以下，觸發(fā)低頻減載動作，因此亟需研究考慮分布式風力發(fā)電的負荷建模方法。

目前對風力發(fā)電的研究主要集中在風力發(fā)電系統詳細模型構建、風電場系統穩(wěn)定性分析及大型風電場等值方法等方面。這些工作為集中式風力發(fā)電并網特性的研究分析及新型控制方法的開發(fā)提供了重要的技術支持。但很多220kV變電站下面均帶有數以萬計的分布式風力發(fā)電機，在電力系統仿真計算中不可能把每個分布式風力發(fā)電機都詳細建模，會造成維數災，特別是對于大規(guī)模的電力系統仿真，在仿真速度和參數設置上均不能滿足要求。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種考慮分布式風力發(fā)電的電力系統仿真方法，包括：

根據考慮配電網絡的負荷模型，建立考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型；

采集電力系統變電站配供電區(qū)域的網絡拓撲數據、分布式風力發(fā)電系統數據、網絡有功/無功運行數據、變電站負荷設備構成數據和用電負荷數據；

根據變電站配供電區(qū)域的網絡拓撲數據、分布式風力發(fā)電機數據和用電負荷數據，確定變電站配供電區(qū)域的配電網絡等值阻抗參數；

根據分布式風力發(fā)電系統數據，確定等值風力發(fā)電系統參數；

根據網絡有功/無功運行數據，確定靜態(tài)的負荷模型參數；

根據變電站負荷設備構成數據，確定動態(tài)的負荷模型參數；

根據用電負荷數據，確定變電站配供電區(qū)域的無功補償參數；

將配電網絡等值阻抗參數、等值風力發(fā)電系統參數、靜態(tài)的負荷模型參數、動態(tài)的負荷模型參數及無功補償參數，輸入至電力系統負荷模型，獲取輸出參數，輸出參數即為考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型參數；

將考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型參數，輸入考慮分布式風力發(fā)電的負荷模型，對電力系統進行模擬仿真。

可選的，確定等值風力發(fā)電系統參數，具體為：

根據分布式風力發(fā)電系統數據，建立考慮故障穿越特性的風力發(fā)電機模型，根據風力發(fā)電機模型，以電力系統負荷站點中每個分布式風力發(fā)電機的有功出力，相對負荷站點張紅分布式風力發(fā)電機有功出力總和的占比作為權值，加權平均計算獲取風力發(fā)電機模型參數，風力發(fā)電機模型參數即作為等值風力發(fā)電系統參數。

可選的，確定靜態(tài)的負荷模型參數，具體為：