[发明专利]一种大规模风电汇集系统静态电压稳定分析方法

权利要求书

1.一种大规模风电汇集系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将大规模风电汇集系统等效为单机无穷大系统模型，根据单机无穷大系统模型得到等值风电汇集系统的无功电压特性曲线；

步骤2：根据上述无功电压特性曲线分析风电汇集系统并网点的无功电压特性；

步骤3：分析不同拓扑结构对应的不同等效阻抗X下无功电压的稳定性，而得到风电汇集系统无功电压灵敏度随等效阻抗X变化的曲线；

步骤4：根据步骤3中的曲线计算不同拓扑结构的节点电压稳定裕度M；

所述步骤1中得到等值风电汇集系统的无功电压特性曲线的方法包括：

在单机无穷大系统模型中，视作等值风电场通过纯电抗传输线连接到无限大容量母线上，根据功率传输方程得到：

其中，X为汇集系统接入电网的等效阻抗；E_S为主网电压；E_W为风电场汇集母线电压；汇集点实际有功功率P＝P_L-P_W，汇集点实际无功功率Q＝Q_L-Q_W，P_L和Q_L分别为连接到汇集母线上的单一负荷的有功功率和无功功率，P_W和Q_W分别为风电场在汇集母线处注入的有功功率和无功功率；θ为汇集母线电压E_W与主网电压E_S间的功角差；

由式(1)和式(2)消除给定的θ后推出：

从式(3)解得电压与风电场端功率的关系为：

当取不同值时，得到一系列曲线，即等值风电汇集系统的无功电压特性曲线。

2.根据权利要求1所述的大规模风电汇集系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，所述步骤2中得到风电汇集系统无功电压灵敏度随等效阻抗X变化的曲线方法包括：

由于无功功率传输方向与潮流参考方向相反，由所述式(3)分离Q后反向得：

式(5)两边对E_W求导，得：

对上式(6)两边取倒数，得静态电压灵敏度：

取E_W、E_S和P具体的标幺值，且E_W＝E_S，由式(7)得到风电汇集系统无功电压灵敏度随等效阻抗X变化的曲线。

3.根据权利要求2所述的大规模风电汇集系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，所述不同拓扑结构的节点电压稳定裕度M的计算方法为：

由所述式(4)得无功电压特性曲线最低点为：

此时稳定运行的临界电压是：

由已知的汇集母线处的P_L和P_W，得汇集点实际有功功率P，带入式(9)，计算出并网点的临界稳定电压E_Wcr，则对应不同拓扑的节点电压稳定裕度M为：