[发明专利]一种支撑风电场黑启动的风速特征分析方法

说明书

本发明的一种支撑风电场黑启动的风速特征分析方法，在待启动热电机组辅机功率需求条件约束下，通过定义黑启动下限风速、时间连续条件的风速概率密度指标，刻画分析风电场的风速特性，评估不同风电场所表现出的黑启动可行性，从而选择满足待启动热电厂辅机功率需求的风电场辅助电网黑启动，对风多水少的地区大停电后进行风电场黑启动具有重要指导意义。其方法科学合理，适用性强，效果佳。

技术领域

本发明涉及电网黑启动技术领域，是一种支撑风电场黑启动的风速特征分析方法。

背景技术

电力系统大停电事故是一个无法回避的威胁与隐患，同时，我国电力系统又进入了高电压、大电网、大机组时代。一旦发生停电事故波及的范围将会很大，后果严重。因此，作为电力系统安全运行的重要措施之一，需预先制定黑启动方案。黑启动的关键是黑启动电源的选择，常规以水电机组作为启动电源进行黑启动，但对于风多水少的我国西北地区存在一定限制。随着我国西北地区局域电网风电装机容量的逐年提高，出现了以风电场作为辅助启动电源开启黑启动方案的研究。

由于风资源随机波动的固有属性，目前对风电场黑启动可行性的研究还处于定性分析的论证阶段，因此有必要对风电场及风资源在黑启动模式下做出针对性研究，以有效评估风电场作为黑启动电源的可行性。

目前对风电场的风速分布特性分析主要服务于风电场规划或调度计划。然而，面对风电场作为黑启动备用电源的可行性研究，在最小黑启动功率需求条件下，特别是研究风电机组持续有效出力的时间概率问题时，应结合局域电网中风电场装机容量、风电机组出力性能基础上分析该区域风能资源分布特性以适应新的需要。

发明内容

本发明的目的是：克服现有风电场的风速特性分析的不足，提供一种科学合理，考虑风电场的风速多方面影响因素，适用性强，效果佳的支撑风电场黑启动的风速特征分析方法。

为实现上述目的所采用的技术方案是，一种支撑风电场黑启动的风速特征分析方法，其特征是，它包括以下内容：

1)确定待启动机组辅机需求

①由辅机自身设备功率叠加得到带启动电厂辅机功率P_M；

②由式(1)-式(4)确定各风电场满足黑启动的最小发电功率P_{τ_lim}以及最小输出功率P_lim：

P_lim＝(1+α)P_M (1)

nP_W-P_Z＞(1+α)P_M (2)

P_Wmin＝P_lim/n (3)

P_{τ_lim}＝(1+α)P_M+P_Z (4)

式中，n为风电场机组数量；P_W为单台机组可发功率；P_Z为风电场自用电系统功率；P_M为待启动电厂辅机功率；单台风电机组最小发电功率P_Wmin；系数α为线路损耗率，取电网运行标准α＝0.085；

2)定义评估指标

③定义黑启动下限风速，即满足需求的风速为黑启动下限风速v_lim，通过风电场实测v-P曲线式(5)求得，

式中，R为风轮半径；ρ为空气密度；C_p为风能利用系数，考虑尾流效应，取风电场平均风能利用效率C_p＝0.48；

④定义连续时间条件下的风速概率密度：