[发明专利]海上风电场大孤岛运行模式的配置优化及启动方法及系统

权利要求书

1.一种海上风电场大孤岛运行模式的配置优化及启动方法，其特征在于，包括：

根据海上风电场的电气设计图，获取大孤岛运行模式中的设备清单及各设备参数；

根据所述各设备参数，计算海上风电场大孤岛运行模式各设备的有功消耗量和无功消耗量；

基于所述各设备的有功消耗量、柴油发电机的有功容量及投切功率冲击，确定拟接入设备，及考虑偏航负荷的场景与不考虑偏航负荷的场景下柴油发电机可满足其辅助负荷供电的风机数量；

基于柴油发电机运行时能接入的电缆和电抗器最大容量值，单次投切无功负载的最大值，及各设备的无功消耗量和柴油发电机无功输出范围，确定电抗器的容量和数量，并结合拟接入设备和风机数量进而确定不同场景的海上风电场大孤岛模式系统结构；

根据所述不同场景的海上风电场大孤岛模式系统结构，确定各设备的启动和投入操作顺序；

其中，所述基于所述各设备的有功消耗量、柴油发电机的有功容量及投切功率冲击，确定拟接入设备，及考虑偏航负荷的场景与不考虑偏航负荷的场景下柴油发电机可满足其辅助负荷供电的风机数量，包括：

将设备有功消耗核算结果与所配置的辅助柴油发电机容量对比，确定拟接入设备使总有功消耗不大于柴油发电机有功容量，并尽可能接近额定功率；单次设备投切有功冲击下，要求柴油发电机不失稳且系统频率偏离不大于±1Hz，否则应减少单次投切的设备容量或改为柔性投切方式；将是否接入风力发电机偏航负荷分为两种场景考虑海上风电场大孤岛运行模式，初步确定各场景的拓扑与拟接入设备；

具体地：

根据相关设备的有功核算以及柴油发电机容量，考虑必然消耗的升压站站用变损耗、升压站站用负荷、柴油发电机升压变压器损耗，确定拟接入设备使总有功消耗不大于柴油发电机有功容量，并尽可能接近柴油发电机额定功率P_{DG_rate}；

将是否接入风力发电机偏航负荷分为两种场景考虑海上风电场大孤岛运行模式，当不考虑偏航负荷时，根据下式确定柴油发电机可满足其辅助负荷供电的风机数量为：

其中，N_WT为现场试验时可用风机台数，P_{DG_rate}为柴油发电机额定功率，P_{ST_load}为海上升压站应急负荷，P_{ST_Tr}为升压站站用变有功损耗，P_{DG_Tr}为柴油机升压变有功损耗，P_{WT_load}为单台风机辅助负荷，P_{WT_Tr}为风机升压变压器有功损耗；

当考虑偏航负荷时，还需要先确定柴油发电机可接受的负荷单次变化最大值P_△,max，单次设备投切有功冲击下，要求柴油发电机不失稳且系统频率偏离不大于±1Hz，否则应减少单次投切的设备容量或改为柔性投切方式；

设单台风机偏航负荷为P_{WT_load_Yaw}，同时投入偏航负荷的风机数量为N_{WT_Yaw}，N_{WT_Yaw}为满足下式的最大整数：

N_{WT_Yaw}P_{WT_load_Yaw}≤P_Δ,max；

其中，N_{WT_Yaw}为偏航负荷的风机数量，P_{WT_load_Yaw}为单台风机偏航负荷，P_△,max为负荷单次变化最大值；

则柴油发电机可满足其辅助负荷供电的风机数量为：

其中，N_WT为现场试验时可用风机台数，P_{DG_rate}为柴油发电机额定功率，P_{ST_rated}为海上升压站站用变额定容量，P_{ST_Tr_rate}为海上升压站站用变额定负载损耗，P_{DG_Tr}为柴油机升压变有功损耗，N_{WT_Yaw}为偏航负荷的风机数量，P_{WT_load_Yaw}为单台风机偏航负荷，P_{WT_load}为单台风机辅助负荷，P_{WT_Tr}为风机升压变压器有功损耗。