[发明专利]基于发电单元相互作用系数的新能源电站等效建模方法

摘要

本发明涉及一种基于发电单元相互作用系数的新能源电站等效建模方法，所述方法包括下述步骤：(1)以连接于新能源电站内一条馈线上连接的新能源发电单元为研究对象，确定两台新能源发电单元的相互作用系数参考值为K0；(2)根据两台新能源发电单元的相互作用系数参考值K0，确定将馈线上的发电单元分群的数目N和群内发电单元的数量；(3)确定新能源电站等效简化模型。本发明所提供的方法充分考虑新能源发电单元之间暂态特性的差异性，等效简化后的新能源电站模型可准确模拟新能源电站并网的暂态响应特性。

主权项

基于发电单元相互作用系数的新能源电站等效建模方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)以连接于新能源电站内一条馈线上的新能源发电单元为对象，确定两台新能源发电单元的相互作用系数参考值为K0；(2)根据所述K0确定馈线上的发电单元分群数目N和群内发电单元数量；(3)确定新能源电站等效简化模型；所述步骤(1)包括下述步骤：1)搭建仿真系统模型；2)短路故障计算；3)搜寻新能源发电单元相互作用系数临界状态；4)计算新能源发电单元相互作用系数参考值；所述步骤1)包括：搭建两台新能源发电单元与实际送出系统连接的仿真系统模型；新能源电站馈线长度初始值设置为1km；搭建单机2倍乘容量单台新能源发电单元与实际送出系统连接的仿真系统模型；所述步骤2)中，针对步骤1)建立的两个仿真系统模型，分别在新能源发电单元满发的情况下，设置送出线路发生中度电压跌落深度的三相短路故障，根据GB/T 19963‑2011《风电场接入电力系统技术规定》，设置电压跌落深度为0.5pu，故障持续时间1.2s；记录两台新能源发电单元在故障和故障恢复期间输出的有功功率之和为P1、无功功率之和为Q1，记录2倍乘容量单台新能源发电单元在故障和故障恢复期间输出的有功功率为P2和无功功率为Q2；时间为故障发生至故障结束后10s；所述步骤3)中，根据步骤2)的仿真结果如下式<1>所示；若式<1>不成立，则两台新能源发电单元间馈线长度增加1km，转步骤2)；若式<1>成立，则转步骤4)；1ton-toff∫tontoff12(|P1-P2|+|Q1-Q2|)dt≥0.2---<1>;]]>式中，ton为故障起始时刻；toff为故障结束后10s；P1和Q1分别为两台新能源发电单元在故障和故障恢复期间输出的有功功率之和和无功功率之和；P2和Q2分别为2倍乘容量单台新能源发电单元在故障和故障恢复期间输出的有功功率和无功功率；所述步骤4)中，按下式<2>计算新能源发电单元相互作用系数K作为参考值K0，其中SCR1为第一台新能源发电单元的短路比；SCR2为第二台发电单元的短路比；短路比定义为电网侧短路容量与新能源发电单元额定功率的比值，馈线长度根据步骤3)确定；K=12(SCR2SCR1+SCR1SCR2)(1-SCR2SCR1)---<2>;]]>所述步骤(2)中确定馈线上的发电单元分群的数目N和群内发电单元的数量包括下述步骤：1>利用单机倍乘法将一条馈线上的新能源发电单元等效成N台，等效单台新能源发电单元的容量为整条馈线上新能源发电单元容量和的均分，集电线路的长度为整条馈线长度的均分；2>给定一条馈线上等效发电单元的台数N＝2，根据式<2>计算两台新能源发电单元相互作用系数K；判断相互作用系数K与参考值K0的关系，如果K值大于参考值K0则增加N值，再次计算发电单元间相互作用系数K，直到K值小于参考值K0，确定等效发电单元台数N值；所述步骤(3)中确定新能源电站等效简化模型包括下述步骤：a)确定新能源发电单元等值模型：根据步骤(2)确定的一条馈线上等效新能源发电单元台数N，均分单一馈线上所有新能源发电单元的容量，单一新能源发电单元模型采用倍乘模型；b)确定汇集线路等值模型：等值后的N台新能源发电单元间的集电线路长度为整个馈线长度的N等分，线路参数采用原有集电线路参数；c)确定新能源发电单元箱变等值模型：等值后的N台新能源发电单元对应连接N台箱变，每台箱变的等值阻抗值Zeq表示为：Zeq＝Z/M    <3>；式中，M为每台等值发电单元所代表的实际发电单元台数；Z为实际单台箱变阻抗。