[发明专利]一种大规模风电集中接入电网的系统仿真方法

摘要

本发明提出了一种大规模风电集中接入电网的系统仿真方法，提出了大容量风电场的有效等值模式；基于大规模风电并网运行的特点，制定了能综合考虑风力发电的风资源特性、风力发电机动态响应特性及多风力发电机机型、风力发电机不同控制模式等差异性特点影响的大规模风电并网仿真分析原则；在此基础上构造了大规模风电集中接入电网的系统仿真评估的完整分析框架及流程。仿真分析结果表明，本发明所提出的大规模风电集中接入电网的系统仿真方法能较为全面及客观的计及大规模风电基地并网后由于其多风力发电机类型和响应特性差异性及风资源特性对电力系统动态特性的影响，准确评估风电并网对电力系统稳定运行造成的冲击和安全性瓶颈。这有利于调度运行人员准确把握大规模风电接入对系统特性的影响及其规律，对于指导制定相应的防范和改进措施，保证风电接入后系统的正常运行意义重大。

主权项

一种大规模风电集中接入电网的系统仿真方法，其特征在于包括以下步骤：(1)根据所需研究的大型风电基地的风力发电机装机特点选择多风力发电机的仿真模型：其中，首先考虑所研究大型风电基地安装的风力发电机机型，所述风力发电机机型包括定速异步风力发电机、双馈式风力发电机和直驱式风力发电机等，其次考虑各类型风力发电机的装机额定容量，基于上述条件，建立并选择所需的风力发电机仿真模型及其相应的参数；(2)确定大容量风电场的合理等值原则：其中，基于电力系统的等值模拟原理，通过对比实际的多风力发电机风电场与等效的大容量风力发电机风电场的动态响应曲线，可将大容量风电场在稳态计算时用一定功率因数计算一定有功出力时的无功功率等效处理，动态计算采用单台大容量风电机组模拟等容量风电场；对于风电场动态无功特性模拟按模拟等效后的等值风力发电机类型进行分别处理，具体原则如下：(A)固定转速风电机组采用普通异步发电机，其动态特性基本与异步机相同，发出有功的同时吸收无功功率，且不具备无功调节能力；(B)双馈变速风电机组通过变频器为转子提供励磁电流，具备调压能力，在发出有功功率的同时可调节无功功率，并根据系统的需要在一定范围内调节无功输出，考虑双馈变速风电机组所具有的两种运行模式：恒功率因数控制模式和恒电压控制模式。对于风电场送出系统的等值，如有实际系统数据，则根据实际参数进行化简等值，如缺乏实际数据，则根据国家电网公司的《风电场接入电网技术规定》中对主变压器的要求，同时风电送出系统按两级升压的典型配置进行近似模拟；(3)大规模风电并网仿真分析原则的制定及等效分析：其中，基于所制定的能有效计及风电的风资源特性、风力发电机动态响应特性及多风力发电机机型、风力发电机不同控制模式的差异性特点的大规模风电并网仿真分析，需要进行基于各风电场风资源特性相关性的累加效应减小分析、多风力发电机类型的合理模拟修正分析、风力发电机控制模式差异性的有效计及分析以及风力发电机保护配置差异性的全面覆盖分析；(4)基于所建立的大规模风电集中接入电网的系统仿真评估的分析框架及流程，开展大规模风电集中接入电网的系统仿真评估分析。