[发明专利]一种风电场送出线截面削减设计方法

摘要

本发明公开了一种风电场送出线截面削减设计方法，包括初设计、计算截面削减系数和校验工作。首先，基于风电场设计容量，按经济电流密度初选导线截面；其次，依据风电场环境特性，结合风速和环境因素与导线载流量的数学关系，分别应用筛选工况法和马尔科夫链蒙特卡洛结合贝叶斯分析法，对初选的导线截面进行有效削减，进而确定送出线导线设计截面；最后，按容许发热条件的持续极限输送容量、短路热稳定和压降条件校核。本发明能够结合实际工况，对风电场送出线进行设计选型，相比于现有的选型方法，在保证安全的情况下可进一步提高性价比。

主权项

1.一种风电场送出线截面削减设计方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)首先按经济电流密度法初选送出导线的型号；(2)然后结合风电场出力和环境因素确定截面削减系数，结合截面削减系数对步骤(1)初选的送出导线的截面进行有效削减，具体为：其中：S^*为削减后的送出导线的截面，单位：mm²；m为削减系数；P为送电容量，单位：kW；U_e为送出线路额定电压，单位：kV；j_n为经济电流密度，单位：A/mm²；为功率因数；(3)最后对削减截面后的导线进行短路热稳定和压降校核；所述步骤(2)中，若风电场为陆上风电场，则送出线采用架空输电线路；按照如下方式考虑环境因素：(a1)从环境温度、风速和日照强度三方面筛选最不利的几种工况条件，对步骤(1)初选的送出导线，用公式(1)和公式(2)分别计算每种最不利工况条件下的允许载流量I允许和实际载流量I实际：其中：Tc为送出导线的自身温度，单位：℃；Ta为环境温度，单位：℃；vw为风速，单位：m/s；D为送出线的截面直径，单位：m；s和ke为常数；γ为送出导线的吸收系数；Si为日照强度，单位：W/m2；ρ1为导体电阻率，单位：Ω/m；β为交直流电阻比；α为导体温度系数；ρ2为空气密度，单位：kg/m3，R为风电机风轮半径，单位：m；Cp(λ,β)为贝兹系数；S为初选的送出导线横截面积，单位：m2；(a2)计算每种最不利工况条件下的载流量裕度系数选出最小值记为n_min；(a3)运用马尔科夫链蒙特卡洛法分别建立一年8760h的环境温度、风速和日照强度模型，同时绘制一年8760h的环境温度、风速和日照强度频率图；确定边界条件的环境温度为35℃、风速为0.5m/s、日照强度为1000W/m2；(a4)记环境温度、风速和日照强度频率图的总区间分别为Kt、Kv和Kw：对于环境温度频率图的第i区间，环境温度Ta取该区间的右端值，风速vw取值为0.5m/s，日照强度Si取值为1000W/m2，用公式(1)和公式(2)分别计算允许载流量I允许ti和实际载流量I实际ti；对于风速频率图的第i区间，风速vw取该区间的中间值，环境温度Ta取值为35℃，日照强度Si取值为1000W/m2，用公式(1)和公式(2)分别计算允许载流量I允许vi和实际载流量I实际vi；对于日照强度频率图的第i区间，日照强度Si取该区间的右端值，环境温度Ta取值为35℃，风速vw取值为0.5m/s，用公式(1)和公式(2)分别计算允许载流量I允许wi和实际载流量I实际wi；(a5)分别计算环境温度、风速和日照强度载流量裕度系数：其中：pti为环境温度频率图中各区间段出现的频率；pvi为风速频率图中各区间段出现的频率；pwi为日照强度频率图中各区间段出现的频率；计算马尔科夫链蒙特卡洛法的载流量裕度系数为n*＝0.77nv+0.15nt+0.08nw；(a6)确定截面削减系数m＝min[nmin,n*]。