风电基地最大装机容量的确定方法、装置及存储介质转让专利

申请号 : CN201810870018.5

文献号 : CN110797906B

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相似专利:

发明人 : 罗煦之刘世宇韩平

申请人 : 电力规划总院有限公司

摘要 :

本发明提供一种风电基地最大装机容量的确定方法、装置以及存储介质,风电基地连接于电力系统主网,风电基地包括至少一个风电机组,所述方法包括:获取风电基地的初始参数以及电力系统主网的典型运行方式和频率下限;根据初始参数和典型运行方式,所述电力系统主网的目标频率,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,风电基地发生校核故障时电力系统主网的频率,校核故障为致使风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;若目标频率低于频率下限,则减小风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于频率下限时,确定最大装机容量等于减小后风电基地的装机容量。本发明实施例可以提升电力系统主网的经济性能。

权利要求 :

1.一种风电基地最大装机容量的确定方法,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组,其特征在于,所述方法包括:获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;

根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;

若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标频率是在各风电机组满负荷运行,且发生所述校核故障的情况下,所述风电机组处于低电压穿越功率恢复期间,所述电力系统主网的频率的最小值。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率的步骤,包括:根据所述初始参数和所述典型运行方式,建立仿真系统模型,其中,所述仿真系统模型的输入包括所述初始参数和所述典型运行方式,所述仿真系统模型的输出为所述目标频率;

确定所述校核故障,以及发生所述校核故障时所述仿真系统模型中电力系统主网的目标频率。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量的步骤,包括:若所述目标频率低于所述频率下限,则采用迭代算法,将所述仿真系统模型中风电基地的装机容量每次减小单位装机容量,直至所述仿真系统模型中所述电力系统主网的目标频率高于或者等于所述频率下限,则结束迭代;

确定所述最大装机容量等于迭代结束时所述仿真系统模型中风电基地的装机容量。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述确定所述仿真系统模型的校核故障的步骤,包括:对所述风电基地中的各线路分别进行短路故障仿真分析,得出与各线路发生短路故障对应的进入低电压穿越状态的风电机组的总容量;

确定与进入低电压穿越状态的风电机组的总容量最大对应的短路故障为校核故障。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述频率下限为所述电力系统主网在典型运行方式下为确保所述电力系统主网稳定运行的最小频率。

7.一种风电基地最大装机容量的确定装置,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;

第一确定模块,用于根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;

第二确定模块,用于若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。

8.一种风电基地最大装机容量的确定装置,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的风电基地最大装机容量的确定方法中的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的风电基地最大装机容量的确定方法中的步骤。

说明书 :

风电基地最大装机容量的确定方法、装置及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电网技术领域,尤其涉及一种风电基地最大装机容量的确定方法、装置及存储介质。

背景技术

[0002] 风电、太阳能发电等新能源具有经济、环保的优点,随着新能源技术的发展,在电力系统中新能源电源的占比越来越大,然而,随着风电基地的规模越来越大,在风电基地发生故障时,很可能导致大量的风电机组进入低电压穿越状态,从而造成风电机组的有功出力水平大幅跌落,并且需要经过较长时间才能从该低电压穿越状态恢复至正常的有功出力水平。
[0003] 在相关技术中,在大规模的风电机组进入低电压穿越状态后,由于风电机组的有功出力水平大幅跌落,使电力系统主网存在有功缺额,此时,为了避免发生风电基地大规模连锁脱网事故,而不能采取切负荷等安控措施,若风电基地的装机容量过大,将造成电力系统主网的有功缺额过大,从而导致电力系统主网的频率下降至低于稳定性要求的下限频率,进一步的触发低周减载等电力系统主网的第三道防线措施动作,这将破坏电力系统主网的稳定性,并因减载而造成巨大的经济损失。
[0004] 由此可知,相关技术中的风电基地的装机容量过大将造成经济损失。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种风电基地最大装机容量的确定方法、装置及存储介质,以解决相关技术中的风电基地的装机容量过大将造成经济损失的缺陷。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
[0007] 第一方面,本发明实施例提供了一种风电基地最大装机容量的确定方法,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组,所述方法包括:
[0008] 获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;
[0009] 根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;
[0010] 若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0011] 第二方面,本发明实施例还提供了一种风电基地最大装机容量的确定装置,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组,所述装置包括:
[0012] 获取模块,用于获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;
[0013] 第一确定模块,用于根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;
[0014] 第二确定模块,用于若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0015] 第三方面,本发明实施例还提供了一种风电基地最大装机容量的确定装置,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例提供的风电基地最大装机容量的确定方法中的步骤。
[0016] 第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的风电基地最大装机容量的确定方法中的步骤。
[0017] 在本发明实施例中,通过获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,并根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。这样,可以控制所述风电基地的装机容量,以使在发生致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障时,确保所述目标频率高于或者等于所述频率下限,从而避免所述风电基地的装机容量过大而造成的切负载等经济损失,达到提升所述风电基地最大装机容量的确定方法的经济性能的效果。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1是本发明实施例提供的一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图;
[0020] 图2是本发明实施例提供的一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图;
[0021] 图3是本发明实施例中电力系统主网与风电基地的网架结构示意图;
[0022] 图4是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图;
[0023] 图5是本发明实施例提供的一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图;
[0024] 图6是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图;
[0025] 图7是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图;
[0026] 图8是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图;
[0027] 图9是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 本发明所提供的风电基地最大装机容量的确定方法可以用于确定风电基地的最大装机容量,从而使风电基地的装机容量小于或者等于该最大装机容量时可以确保在风电基地发生校核故障时,电力系统主网的频率不会降低至不能接受的水平,或者因电力系统主网的频率降低而引发切负载等保护的动作,从而降低所述电力系统主网的低频率保护动作而造成的经济损失。
[0030] 其中,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障,即发生其他故障时,进入穿越状态的风机电阻的容量小于发生校核故障时进入穿越状态的风电机组的容量,从而使发生其他故障时电力系统主网降低的频率低于发生校核故障时电力系统主网降低的频率。
[0031] 请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组。如图1所示,所述风电基地最大装机容量的确定方法包括以下步骤:
[0032] 步骤101、获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性。
[0033] 其中,所述电力系统主网的典型运行方式是用于确定所述电力系统主网的频率下限和在步骤102中确定目标频率而作为计算基础的一种运行方式。
[0034] 需要说明的是,该典型运行方式可以是所述电力系统主网的稳定运行范围内的任意一种运行方式,也可以根据所述电力系统主网所需要的稳定性要求而将所述典型运行方式设置为最恶劣的运行方式。
[0035] 例如:将所述电力系统主网在历史时间段内的最低负荷运行方式作为典型运行方式,此时,风电基地进入穿越电压状态对电力系统主网的频率造成的影响最大,从而使电力系统主网在该最低负荷运行方式下频率降低的幅度最大。
[0036] 本实施方式中,可以使通过步骤102确定的在最低负荷运行方式下的目标频率低于高负荷运行方式下的目标频率,确保无论发生其他任意一种故障,都能够确保使用风电基地最大装机容量的确定方法所确定的最大装机容量能够确保电力系统主网的频率高于或者等于一定的水平,从而降低了采用最低负荷运行方式作为典型运行方式的风电基地最大装机容量的确定方法所确定的风电基地最大装机容量。
[0037] 另外,上述频率下限可以是根据所述电力系统主网的运行方式确定的最低运行频率,若电力系统主网的运行频率低于该频率下限,则可能造成所述电力系统主网的低周减载等第三道防线保护措施动作,切除负载,从而造成经济损失。
[0038] 本步骤中,可以获取上述风电基地的初始参数以及上述电力系统主网的典型运行方式和上述频率下限,为步骤102中确定所述目标频率提供数据基础。
[0039] 步骤102、根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障。
[0040] 其中,确定所述电力系统主网的目标频率的方法可以是采用计算机仿真系统进行模拟与计算得出,还可以采用电力系统稳定性运行分析运算方法等方式确定。
[0041] 另外,发生校核故障后,全部或者部分风电机组进入低电压穿越状态,输出电量降低,从而造成电力系统主网有功不足,致使电力系统主网的频率降低,风电机组从低电压穿越状态恢复至正常运行状态需要持续一段时间,上述目标频率可以是风电机组从低电压穿越状态恢复至正常运行状态的过程中,所述电力系统主网的最低频率,该最低频率也可以称之为频率的谷值。
[0042] 需要说明的是,将致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障作为校核故障,并使用该校核故障确定目标故障,可以确保发生其他故障时,电力系统主网的频率高于该目标频率,从而为步骤103中以最低的目标频率与频率下限进行比较而确定所述最大装机容量提供基础。
[0043] 本步骤中,通过采用步骤101中获取的初始参数和典型运行方式,并以致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障作为校核故障,从而确定目标频率,可以确保发生其他单一故障时,进入低电压穿越状态的风电机组的容量小于发生校核故障时进入低电压穿越状态的风电机组的容量,从而以进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障作为运算基础确定的目标频率是风电基地发生单一故障时所述电力系统主网的最低频率,从而提升了步骤103中确定的最大装机容量的可靠性。
[0044] 步骤103、若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0045] 其中,若上述目标频率高于或者等于所述频率下限,这可以确定所述风电基地的装机容量位于最大装机规模的允许范围之内,即所述风电基地的装机容量小于或者等于最大装机容量。
[0046] 需要说明的是,在目标频率低于所述频率下限的情况下,减少风电基地的装机容量,并再次根据所述减少后的装机容量和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,该过程可以是一个迭代计算的过程,例如:若风电基地的装机容量等于300MW,而确定的目标频率低于所述频率下限,则每次将风电基地的装机容量减少10MW,得出风电基地的装机容量分别等于290MW、280MW、270MW时,采用步骤102中的方法所确定的目标频率,若在风电基地的装机容量等于270MW时,所确定的目标频率高于或者等于所述频率下限,则停止迭代,并确定所述最大装机容量等于270MW。
[0047] 当然,上述迭代计算过程还中每次减少的装机容量还可以是其他任意值。
[0048] 另外,上述在目标频率低于所述频率下限的情况下,减少风电基地的装机容量,并再次根据所述减少后的装机容量和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,该过程中风电基地的装机容量所减少的量可以不固定,例如:在目标频率与频率下限之间的差值较大时,风电基地的装机容量的减少量也较大,在目标频率与频率下限之间的差值较小时,风电基地的装机容量的减少量也较小,从而减少迭代的次数。
[0049] 本步骤中,通过比较目标频率与频率下限的大小关系,在标频率高于或者等于所述频率下限时,可以确定所述最大装机容量。
[0050] 在本发明实施例中,通过获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,并根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。这样,可以控制所述风电基地的装机容量,以使在发生致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障时,确保所述目标频率高于或者等于所述频率下限,从而避免所述风电基地的装机容量过大而造成的切负载等经济损失,达到提升所述风电基地最大装机容量的确定方法的经济性能的效果。
[0051] 请参见图2,图2是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组。如图2所示,所述风电基地最大装机容量的确定方法包括以下步骤:
[0052] 步骤201、获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性。
[0053] 步骤202、根据所述初始参数和所述典型运行方式,建立仿真系统模型,其中,所述仿真系统模型的输入包括所述初始参数和所述典型运行方式,所述仿真系统模型的输出为所述目标频率。
[0054] 其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障。
[0055] 另外,由于电力系统主网的稳定性要求高,但是为了确定上述校核故障,则需要分别比较每一种故障发生后,进入低电压穿越状态的风电机组的容量,若在实际的电力系统主网中校验每一种故障,则会影响电力系统主网的安全稳定性,并不可避免的造成经济损失,因此,采用上述仿真系统模型可以利用计算机系统建立的仿真系统,通过输入所述初始参数和所述典型运行方式,便能够实现模拟上述电力系统主网和上述风电基地的实际运行方式,这样,在仿真系统模型中可以分别对每一种故障进行模拟,并得出每一种故障发生后进入低电压穿越状态的风电机组的容量,从而选取进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障作为校核故障。
[0056] 需要说明的是,上述仿真系统模型的输入还可以包括初始参数、典型运行方式以及频率下限,输出可以是风电基地的最大装机容量,其中,采用步骤202至步骤204中的方法确定所述最大装机容量,并输出该最大装机容量。
[0057] 本步骤中,通过建立仿真系统模型,为步骤203中确定所述校核故障和所述目标频率提供基础。
[0058] 步骤203、确定所述校核故障,以及发生所述校核故障时所述仿真系统模型中电力系统主网的目标频率。
[0059] 其中,可以在仿真系统模型中分别输入风电基地中的每一种故障,从而得出发生故障时进入低电压穿越状态的风电机组的容量,并选取与进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大所对应的故障作为校核故障。
[0060] 可选的,所述目标频率是在各风电机组满负荷运行,且发生所述校核故障的情况下,所述风电机组处于低电压穿越功率恢复期间,所述电力系统主网的频率的最小值。
[0061] 本步骤中,在采用仿真系统模型确定校核故障和目标频率的过程中,可以利用该仿真系统模型对每一种故障进行仿真,可以避免使用电力系统直接进行短路故障分析而造成的稳定性降低和造成经济损失等问题。
[0062] 步骤204、若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0063] 作为一种可选的实施方式,所述若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量的步骤,包括:
[0064] 若所述目标频率低于所述频率下限,则采用迭代算法,将所述仿真系统模型中风电基地的装机容量每次减小单位装机容量,直至所述仿真系统模型中所述电力系统主网的目标频率高于或者等于所述频率下限,则结束迭代;
[0065] 确定所述最大装机容量等于迭代结束时所述仿真系统模型中风电基地的装机容量。
[0066] 其中,可以采用公式Pi=Pi-1-ΔP进行迭代计算所述最大装机容量,其中,i是正整数,Pi是第i次迭代后得出的风电基地的装机容量,该装机容量比第i-1次迭代后得出的风电基地的装机容量小ΔP,其中,ΔP是单位装机容量,在目标频率低于频率下限是,进行上述迭代计算,并将迭代后得出的装机容量输入所述仿真系统模型,以得出与该迭代后的装机容量匹配的目标频率。
[0067] 另外,上述迭代计算过程可以重复多次,直至得到最终的目标频率高于或者等于电力系统主网的频率下限,则停止迭代,并将与上述高于或者等于电力系统主网的频率下限的目标频率匹配的装机容量确定为所述最大装机容量。
[0068] 本实施方式中,在目标频率低于频率下限的情况下,通过迭代计算方法,可以逐步减少风电基地的装机容量,从而得到高于或者等于频率下限的目标频率所匹配的装机容量为风电基地的最大装机容量。
[0069] 作为一种可选的实施方式,所述确定所述仿真系统模型的校核故障的步骤包括:
[0070] 对所述风电基地中的各线路分别进行短路故障仿真分析,得出与各线路发生短路故障对应的进入低电压穿越状态的风电机组的总容量;
[0071] 确定与进入低电压穿越状态的风电机组的总容量最大对应的短路故障为校核故障。
[0072] 例如,如图3所示,风电基地中包括6个风电场,风电场2至风电场6分别通过风电场1与电力系统主网主网之间的双回线连接至该电力系统主网,这样,风电基地中便包括7条线路,上述校核故障可以通过以下方式确定:
[0073] 针对图3中的7条线路分别进行短路故障分析,并得出每一种故障发生后进入低电压穿越状态的风电机组的容量;
[0074] 确定线路L1发生短路故障时,进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大,则确定线路L1发生短路故障为校核故障。
[0075] 本实施方式中,可以分别对每一条线路分别进行短路故障分析,从而得出各条线路发生短路时,进入低电压穿越状态的风电机组的容量,并确定该容量达到最大时所对应的短路故障作为校核故障。
[0076] 可选的,所述频率下限为所述电力系统主网在典型运行方式下为确保所述稳定运行的最小频率。
[0077] 例如,所述频率下限还可以是所述电力系统主网的第三道保护动作的门槛值,例如:低周减载保护动作的门槛值,若电力系统主网的频率低于或者等于该门槛值,则低周减载保护动作,从而切除部分或者全部负载。
[0078] 本实施方式中,根据所述电力系统主网稳定运行的最小频率可以确定所述频率下限,这样,只需确保风电基地的装机容量小于或者等于通过步骤201至步骤204而确定的所述最大装机容量,便能够在发生任意一种故障时,进入低电压穿越状态的风电机组不至于破坏电力系统主网的稳定运行。
[0079] 在本发明实施例中,采用仿真系统模型确定校核故障,并根据该校核故障确定目标频率,这样可以在不影响电力系统主网的稳定运行的情况下得出风电基地的最大装机容量,从而在风电基地的规划建设过程中,只需确保风电基地的装机容量小于或者等于该最大装机容量,便能够使在发生故障时确保电力系统主网安全稳定运行,防止低周减载等第三道保护的动作,而造成巨大的经济损失。
[0080] 参见图4,图4是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定方法的流程图,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组。如图4所示,所述风电基地最大装机容量的确定方法包括以下步骤:
[0081] 步骤401、根据所述电力系统主网的典型方式和频率下限以及所述风电基地的初始参数,建立仿真系统模型,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性。
[0082] 步骤402、对风电基地所有线路分别进行短路故障仿真,选取导致最大规模风电机组进入低电压穿越状态的线路短路故障作为校核故障。
[0083] 其中,上述导致最大规模风电机组进入低电压穿越状态的线路短路故障,也可以理解为,一条线路发生短路故障时,进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大。
[0084] 步骤403、在风电基地中的风电机组的输出电量之和等于所述风电基地的装机容量时,做校核故障仿真计算,并确定电力系统主网的目标频率。
[0085] 步骤403、判断电力系统主网的目标频率在仿真过程中是否越限。
[0086] 其中,若电力系统主网的目标频率在仿真过程中越限,则执行步骤405,若电力系统主网的目标频率在仿真过程中始终处于合理范围内,则执行步骤406。
[0087] 其中,上述电力系统主网的目标频率在仿真过程中越限,可以是,在风电机组从低电压穿越状态至恢复为正常运行状态的过程中,使电力系统主网的频率的最小值低于电力系统主网的频率下限。
[0088] 另外,上述频率下限可以是确保电力系统主网稳定运行的最小频率。
[0089] 另外,上述电力系统主网的目标频率在仿真过程中始终处于合理范围,可以是,在风电机组从低电压穿越状态至恢复为正常运行状态的过程中,电力系统主网的频率的最小值高于或者等于电力系统主网的频率下限。
[0090] 步骤405、减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0091] 步骤406、确定风电基地的最大装机容量等于所述风电基地的装机容量。
[0092] 本发明实施例,能够采用仿真系统模型,确定电力系统主网的校核故障,并根据该校核故障确定电力系统主网的目标频率,从而比较该目标频率与电力系统主网的频率下限的大小关系,而适当的调整风电基地的装机容量,确定最终高于或者等于频率下限的目标频率对应的风电基地的装机容量作为风电基地的最大装机容量,这样可以在确保风电机组的装机容量小于该最大装机容量的情况下,确保电力系统主网安全稳定运行,预防电力系统主网的频率过低而引发保护动作造成的经济损失。
[0093] 参阅图5,本发明实施例还提供一种风电基地最大装机容量的确定装置500,所述风电基地连接于电力系统主网,所述风电基地包括至少一个风电机组,所述装置500包括:
[0094] 获取模块501,用于获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;
[0095] 第一确定模块502,用于根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;
[0096] 第二确定模块503,用于若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0097] 可选的,如图6所示,所述第一确定模块502,包括:
[0098] 建模单元5021,用于根据所述初始参数和所述典型运行方式,建立仿真系统模型,其中,所述仿真系统模型的输入包括所述初始参数和所述典型运行方式,所述仿真系统模型的输出为所述目标频率;
[0099] 第一确定单元5022,用于确定所述校核故障,以及发生所述校核故障时所述仿真系统模型中电力系统主网的目标频率。
[0100] 可选的,如图7所示,所述第二确定模块503,包括:
[0101] 迭代单元5031,用于若所述目标频率低于所述频率下限,则采用迭代算法,将所述仿真系统模型中风电基地的装机容量每次减小单位装机容量,直至所述仿真系统模型中所述电力系统主网的目标频率高于或者等于所述频率下限,则结束迭代;
[0102] 第二确定单元5032,用于确定所述最大装机容量等于迭代结束时所述仿真系统模型中风电基地的装机容量。
[0103] 可选的,如图8所示,所述第一确定单元5022,包括:
[0104] 仿真子单元50221,用于对所述风电基地中的各线路分别进行短路故障仿真分析,得出与各线路发生短路故障对应的进入低电压穿越状态的风电机组的总容量;
[0105] 确定子单元50222,用于确定与进入低电压穿越状态的风电机组的总容量最大对应的短路故障为校核故障。
[0106] 本发明实施例提供的风电基地最大装机容量的确定装置能够实现方法实施例中的各个过程,并取得相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0107] 请参见图9,图9是本发明实施例提供的另一种风电基地最大装机容量的确定装置的结构图,如图9所示,该装置包括:存储器901、处理器902、收发机903及存储在所述存储器901上并可在所述处理器902上运行的计算机程序,其中:
[0108] 所述处理器902用于读取存储器901中的程序,执行下列过程:
[0109] 获取所述风电基地的初始参数以及所述电力系统主网的典型运行方式和频率下限,其中,所述初始参数包括所述风电基地的装机容量和所述风电基地的网架结构、各风电机组的低电压穿越动作门槛值、各风电机组进入低电压穿越功率跌落特性和各风电机组的低电压穿越功率恢复特性;
[0110] 根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率,其中,所述目标频率为在各风电机组满负荷运行的情况下,所述风电基地发生校核故障时所述电力系统主网的频率,所述校核故障为致使所述风电基地中进入低电压穿越状态的风电机组的容量最大的故障;
[0111] 若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量。
[0112] 可选的,所述目标频率是在各风电机组满负荷运行,且发生所述校核故障的情况下,所述风电机组处于低电压穿越功率恢复期间,所述电力系统主网的频率的最小值。
[0113] 可选的,所述处理器902执行的根据所述初始参数和所述典型运行方式,确定所述电力系统主网的目标频率的步骤,包括:
[0114] 根据所述初始参数和所述典型运行方式,建立仿真系统模型,其中,所述仿真系统模型的输入包括所述初始参数和所述典型运行方式,所述仿真系统模型的输出为所述目标频率;
[0115] 确定所述校核故障,以及发生所述校核故障时所述仿真系统模型中电力系统主网的目标频率。
[0116] 可选的,所述处理器902执行的若所述目标频率低于所述频率下限,则减小所述风电基地的装机容量,直至目标频率高于或者等于所述频率下限时,确定所述最大装机容量等于减小后所述风电基地的装机容量的步骤,包括:
[0117] 若所述目标频率低于所述频率下限,则采用迭代算法,将所述仿真系统模型中风电基地的装机容量每次减小单位装机容量,直至所述仿真系统模型中所述电力系统主网的目标频率高于或者等于所述频率下限,则结束迭代;
[0118] 确定所述最大装机容量等于迭代结束时所述仿真系统模型中风电基地的装机容量。
[0119] 可选的,所述处理器902执行的确定所述仿真系统模型的校核故障的步骤,包括:
[0120] 对所述风电基地中的各线路分别进行短路故障仿真分析,得出与各线路发生短路故障对应的进入低电压穿越状态的风电机组的总容量;
[0121] 确定与进入低电压穿越状态的风电机组的总容量最大对应的短路故障为校核故障。
[0122] 可选的,所述频率下限为所述电力系统主网在典型运行方式下为确保所述电力系统主网稳定运行的最小频率。
[0123] 本发明实施例所提供的风电基地最大装机容量的确定装置,能够实现上述方法实施例中的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0124] 本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风电基地最大装机容量的确定方法中的步骤,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0125] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0126] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0127] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本发明的保护之内。