[发明专利]一种带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型

说明书

本发明公开了一种带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型，包括风电场模型、整流站母线模型、整流站模型、直流传输线路模型、逆变站模型、逆变站母线模型、STATCOM以及用于监测风电场模型的电压信号及电流信号的风电脱网监控模块；风电场模型、整流站母线模型、整流站模型、直流传输线路模型、逆变站模型及逆变站母线模型依次相连接，STATCOM与整流站母线模型相连接，该仿真模型能够仿真风电场内部的暂态特性及部分风机脱机造成的风场脱机情况。

技术领域

本发明属于电力系统建模与仿真技术领域，涉及一种带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型。

背景技术

风能作为一种蕴藏量巨大、分布范围广、可再生和几乎无污染的重要绿色能源，已逐渐成为当今世界重要的替代能源之一。随着风力发电规模和并网容量的不断扩大，风电并网技术及相应的调控、保护措施已经成为风能开发领域的研究热点。其中，采用直流输电系统的风电接入对于实现风电的远距离大功率具有明显优势，被广泛应用于大规模风电并网。

随着风电装机和并网容量的不断增加，系统故障导致的大规模风机脱网仍然是严重威胁系统安全稳定运行的关键问题。除了常规的交流短路故障外，直流侧故障如直流闭锁、单极接地故障、换相失败等都可能导致大规模风机高压脱网。因此，通过风电并网系统暂态模型仿真不同类型、不同位置故障下的系统暂态特性，对实现风机脱网风险评估、风险预警，提高风电大规模接入的直流输电系统的运行稳定性都具有重要意义。

现有的基于DFIG的LCC-HVDC系统并网模型，侧重于风力发电本身的稳定和对系统稳态性的影响。而且，常规模型由单一风机模型等效大规模风电场，无法仿真分析大规模风电场集电系统内部的暂态特性和部分风机脱机造成的大范围风场脱机的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型，该仿真模型能够仿真风电场内部的暂态特性及部分风机脱机造成的风场脱机情况。

为达到上述目的，本发明所述的带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型包括风电场模型、整流站母线模型、整流站模型、直流传输线路模型、逆变站模型、逆变站母线模型、STATCOM以及用于监测风电场模型的电压信号及电流信号的风电脱网监控模块；

风电场模型、整流站母线模型、整流站模型、直流传输线路模型、逆变站模型及逆变站母线模型依次相连接，STATCOM与整流站母线模型相连接。

所述直流传输线路模型由若干条串联连接的直流传输线构成。

所述风电场模型包括若干分区风电场，其中，各分区风电场均由变压器及若干台DFIG风机组成，其中，各DFIG风机经变压器汇集后与整流站母线模型相连接。

风电脱网监控模块包括用于监测各DFIG风机电压信号的电压监测模块以及用于监测各DFIG风机电流信号的电流监测模型。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的带大规模风电外送的高压直流输电系统仿真模型在具体操作时，风电场模型、整流站母线模型、整流站模型、直流传输线路模型、逆变站模型及逆变站母线模型依次相连接，通过风电脱网监控模块实时监测风电场模型的电压信号及电流信号，以实现风电场内部的暂态特性及部分风机脱机造成的风场脱机情况的模拟仿真。需要说明的是，本发明提出了大规模风电场集电系统的并网方案，基于暂态信号的风电脱网监控模块，为大规模风电场经LCC-HVDC输电系统并网暂态特性与风电场脱机风险评估与应对策略研究提供了准确可靠的仿真平台。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中换流器的内部接线图；

图3为本发明中风电场模型1的接线图。