[发明专利]一种风光火打捆直流外送系统稳定性评价方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种风光火打捆直流外送系统稳定性评价方法。

背景技术

我国能源资源与用电需求在地理上的逆势分布特征。风能资源多集中分布于西部、北部和东部沿海“三北”地区，如新疆哈密、甘肃酒泉、蒙东蒙西等地区都是风能资源较丰富的地区，非常适合进行大基地集中式开发。太阳能资源主要分布在光照资源丰富的西北地区、以及北方和沿海等多个地区，具备广泛应用光伏发电技术的地理条件。煤电基地主要集中在“三北”地区，3种能源分布地区重叠，均呈现出大规模集中接入、远距离输送的特点。上述风电、光伏、火电能源基地与东部、中部负荷中心之间的距离超过2000km以上，直流输电作为成熟、可靠的技术是承担远距离、大容量、低损耗输电的主要手段。因此，采用风电和光伏与附近火电打捆并通过直流外送的方式，不仅可满足大规模传统能源和可再生能源外送的基本要求，而且可以保证直流输电通道输送功率的安全稳定运行。

风电、光伏、火电和直流系统间的交互作用及其对交流电网的影响十分复杂，而目前多数研究集中在风火打捆外送系统的稳定性方面，迫切需要对既包含风电和火电，又包含光伏发电的打捆外送系统的稳定性进行分析评价，基于此，提出了本发明。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种风光火打捆直流外送系统稳定性评价方法，该方法判断风光火打捆直流外送系统的稳定性，既可运用于电力系统规划阶段，为不同风光火接入系统方案的稳定性评估，选择综合性能较优的接入方案；又可运用于电力系统运行阶段，通过本发明提供的风电、光伏、火电、直流系统、联网交流系统的交互影响情况，还可以进一步为电力系统制定运行方案及安全稳定控制措施提供参考。

为了实现上述发明目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种风光火打捆直流外送系统稳定性评价方法，所述风光火打捆直流外送系统包括通过输电线路连接的风光火发电系统和直流系统，所述风光火发电系统包括风电机组、光伏机组、火电机组、交流变压器、输电线路和无功补偿设备，所述直流系统包括直流送端换流站、直流受端换流站、输电线路、直流滤波器和无功补偿设备，其中，该方法包括如下步骤：

A、根据风光火打捆直流外送系统接入方案，计算风／光机组接入电力系统处以及直流送端换流站交流母线处的短路电流和短路容量，从而判断出各接入方案中风光火打捆直流外送系统的接入强度；所述风／光机组表示风电机组和光伏机组中的任一机组或全部机组；

B、判断发生送端交流系统故障后、风光火打捆直流外送系统的运行稳定性情况，判断发生风／光机组故障后、联网交流系统的运行稳定性情况，所述送端交流系统包括风光火发电系统和联网交流系统；

C、判断发生直流系统故障后、风／光机组的运行稳定性情况，判断发生风／光机组故障后、直流系统的运行稳定性情况；

D、判断风光火打捆直流外送系统接入方案中的风电机组和光伏机组是否需要联网交流系统提供调峰容量；

E、根据步骤A-D的分析结果，挑选出最优风光火打捆直流外送系统接入方案。

进一步地，所述步骤A包括如下步骤：

将风光火打捆直流外送系统接入到电力系统中，根据实际接入方案，在风电机组和／或光伏机组接入电力系统处以及直流送端换流站交流母线处做短路冲击故障，得到各接入方案中风电机组和／或光伏机组接入系统处以及直流送端换流站交流母线处的短路电流和短路容量；

通过比较各接入方案中短路电流和短路容量的大小，判断出各接入方案中风光火打捆直流外送系统接入电力系统的强弱程度。

进一步地，步骤B中，判断发生送端交流系统故障后、风光火打捆直流外送系统运行稳定性情况的方法为：

B1、所述送端交流系统故障包括风光火打捆外送系统中交流变压器发生的主变跳闸和输电线路发生的线路故障，以及与联网交流系统相连的通道中交流变压器发生的主变跳闸和输电线路发生的线路故障，所述输电线路发生的线路故障包括单瞬故障、单永N-1故障和三永N-1故障；

若风／光机组功率和直流系统功率发生下述运行情况，则说明发生送端交流系统故障后，风光火打捆直流外送系统运行是稳定的；反之，则不稳定：

1)风／光机组功率波动、但未导致风／光机组脱网的运行情况；

2)直流系统功率波动、但未导致电力系统出现不安全、不稳定的运行情况；

判断发生风／光机组故障后、联网交流系统运行稳定性情况的方法为：

B2、所述风／光机组故障包括风／光机组功率波动或风／光机组脱网；