[发明专利]电网风电场接入选址方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网风电场接入选址方法。

背景技术

风能作为一种可再生资源，具有可再生、无污染、储量大、分布广泛等优点，同时风电较其它新能源成本更低，技术也更为成熟，具备大规模商业开发的条件，因此已成为世界能源的重要组成部分。

但是，由于风力发电具备的一些特性，风电并网会影响电力系统的运行稳定性，制约着它的大规模发展。风电机组的有功功率主要由风速决定，而风速具有间歇性和随机性，因此风电功率也具有随机性和波动性等特征，风电功率的随机性和波动性会对电力系统造成诸多负面影响，如对电力系统电压稳定性、电能质量等都有不利影响。由于风电场大多建在电网末端，网络结构薄弱，耐冲击能力有限，同时随着风电场数目和装机容量的不断增加，更多地采用大规模并入输电网络的方式，因此，风电并网对电网的电能质量和安全运行造成的影响越来越不可忽视，电压稳定问题已成为制约风电场并网容量的关键因素。另一方面，风电在现有技术水平下的可调度性较差，并网运行的风电场对电网来说是一个随机的扰动源，因此对风电场接入方案的综合评价成为风电场规划设计迫切需要解决的问题。

一般来讲，电力系统电压稳定性是指正常运行情况下或遭受干扰后电力系统维持所有母线电压在可以承受的稳态值的能力。风电场的接入相当于给电力系统施加了一个扰动源，电力系统的潮流分布受风电场接入的影响发生改变，导致电网电压发生显著变化，风电并网对电网电压的影响主要有以下三个方面：

1)由于风电具有随机性和间歇性，风电并网会影响电网的电能质量，如产生电压波动、闪变，谐波等。

2)风机机端电压降低将导致风机内部电流增大，会缩短设备使用寿命，甚至造成设备损坏，为了避免这种情况，所有风机都配备有低电压保护装置，当机端电压低于某一定值时，保护装置动作将风机从电网切除。因此，当系统发生扰动导致机端电压过低时，风机被切除，将会加速系统电压失稳，甚至引发电压崩溃。

3)由于风电机组自身的无功特性，当风电场出力变化时，会造成无功功率波动，导致系统特别是风电并网区域的电压波动，影响系统的电压稳定性。

风电场出力增加的同时，风电场及其并网线路的无功功率需求增加，如果电网不能提供足够的无功支撑，会导致风机端电压过低，影响风电场的正常运行和系统的电压稳定性，因此通常在机端处安装无功补偿装置来维持电压的稳定。风电场在低注入功率时，由于风电场为电网提供了有功功率，改善了系统潮流分布，降低了支路上的无功损耗，系统各个节点处于较高的电压水平；当风电场出力较高时，风电并网线路无功损耗及风电场的无功需求增大，引起风电场及其附近节点电压水平下降，电压稳定性降低风电注入功率对节点电压水平和系统电压稳定性具有很大的影响，一个给定电网所能接受的风电容量即它的风电接入能力是有限的，确定电网的风电接入能力一直是运行规划人员十分关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网风电场接入选址方法，以使电网风电场接入选址合理，满足各种标准和规定。

为此，本发明提供了一种电网风电场接入选址方法，包括：步骤一：依据系统规划进行模型搭建；步骤二：利用PSD-BPA的潮流计算模块对系统进行潮流计算；步骤三：利用PSD-BPA的稳定计算模块对系统进行稳定计算；步骤四：对风电接入影响进行分析，包括：电压偏差分析、电力系统网损分析、短路容量比分析、电压波动分析、电压闪变分析、电压稳定性分析、以及谐波分析；步骤五：对风电最大接入能力计算：在步骤一至步骤四中逐渐增加风机装机容量，并按照步骤一至步骤四的方法进行计算，直到步骤四中不满足相关标准为止，此时获得的风机装机容量为该接入点的最大风电接入能力；以及步骤六：选择风电场附近的接入可选点，针对不同的接入可选点按照步骤一至步骤四进行计算，并按照步骤四进行分析，将不超过相关标准规定的情况下影响小的可选接入点选择为风电场接入地址。

进一步地，上述电压偏差分析包括：根据风电接入的变电站母线电压变化情况进行电压偏差计算。

进一步地，上述短路容量比分析包括：根据风电接入点的短路容量，并根据风电装机容量，计算短路容量比K。

进一步地，上述电压闪变分析包括：根据风电场风机数量N、第i台风机装机容量、电网阻抗角、风速、第i台风机在给定电网阻抗角和风速下的闪变系数、接入点短路容量得到短时间闪变严重度和长时间闪变严重度，其中，风机数量N、第i台风机装机容量由电网规划文件得到，电网阻抗角由稳定计算得到的接入点等值阻抗得到。