[发明专利]一种风电汇集系统送电能力实用评估方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及送电能力评估领域，特别涉及一种风电汇集系统送电能力实用评估方法及装置。

背景技术

随着风电并网容量逐年增加，电网的经济调度与安全运行面临巨大的挑战。准确评估实际风电系统的送电能力，不仅是防范系统运行点接近或达到静态电压稳定极限的重要手段，也是保证系统电压调整灵敏度正常可控的关键方法。一般运行工况下，要求系统内最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过额定电压的2.5％。

如图1所示，为传统地风电汇集系统等效电路示意图。我国风电系统典型结构可用图1电路等效，风电汇集系统用单个风电场模拟。在图1中，E：外部等值无穷大母线电压；V：风电场并网母线电压；P：风电场外送有功功率；Q_c：单组固定电容补偿容量；Q_L：动态无功补偿装置感性支路初始吸收无功；X：传输线路等值电抗；现有风电汇集系统送电能力评估方程需借助静态电压灵敏度方法推导，并未考虑控制器动态特性的影响。

设单组无功补偿装置容量为Q_c，稳定运行中可控制的电压变化幅度不可超过ξ。在不考虑动态无功补偿装置控制影响时，其感性支路可视为固定电感，因此得到静态电压灵敏度公式(如式1)，并由此推得静态电压可控的必要条件如式2：

最终由式2推得未计及动态无功补偿装置控制影响的风电汇集系统送电能力评估方程，见式3：

由于风电系统送电能力现有评估方程未考虑风电场内动态无功补偿装置控制的影响，因此由该评估方程的估算结果并不准确，容易造成实际风电系统送电能力的过高估计，导致系统电压调整灵敏度过大而引起单组电容补偿后电压波动幅度超过ξ的后果，严重威胁系统稳定运行。

目前关于大规模风电汇集系统有功送出能力评估方程的推导多是基于风电接入系统的静态电压灵敏度方法，实际上，风电场内无功源种类繁多，除了静态电容器外，动态无功补偿装置的应用也很广泛，因此只考虑静态特性、未计及动态无功补偿装置控制影响的风电系统送电能力评估方程不准确，可能会造成风电系统送出能力的过高估计，威胁系统安全。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种风电汇集系统送电能力实用评估方法及装置，避免了在现有技术中，未计及动态无功补偿装置控制影响的风电系统送电能力评估方程不准确，可能会造成风电系统送出能力的过高估计。

为实现上述目的，本发明提供了一种风电汇集系统送电能力实用评估方法，其特征在于，该评估方法适用于动态无功补偿装置，所述动态无功补偿装置采用纯感性支路恒无功控制，所述方法包括：

根据纯感性支路恒无功控制获取风电汇集系统的电压-无功灵敏度；

投入单组固定电容，根据所述风电汇集系统的电压-无功灵敏度获取投入的单组固定电容补偿后引起的电压变化幅度，并根据投入的单组固定电容补偿后引起的电压变化幅度获取风电汇集系统电压波动可控的必要条件；

根据所述风电汇集系统电压波动可控的必要条件获取风电汇集系统送电能力实用评估修正方程；

利用所述风电汇集系统送电能力实用评估修正方程实现风电汇集系统送电能力实用评估。

优选地，所述风电汇集系统的电压-无功灵敏度的表达式为：

其中，Q_L表示为动态无功补偿装置感性支路初始吸收无功；E表示为外部等值无穷大母线电压；V表示为风电场并网母线电压；P表示为风电场外送有功功率；X表示为传输线路等值电抗。

优选地，所述投入的单组固定电容补偿后引起的电压变化幅度的表达式为：

其中，Qc表示为单组固定电容容量。

优选地，所述风电汇集系统电压波动可控的必要条件：

其中，ξ表示为投入单组电容补偿后电压变化幅度限值。

优选地，所述风电汇集系统送电能力实用评估修正方程的表达式为：

为实现上述目的，本发明还提供了一种风电汇集系统送电能力实用评估装置，该评估装置适用于动态无功补偿装置，所述动态无功补偿装置采用纯感性支路恒无功控制，所述装置包括：

电压-无功灵敏度获取单元，用于根据纯感性支路恒无功控制获取风电汇集系统的电压-无功灵敏度；