一种适用于风电场内部故障时集电网络的等值方法

摘要

一种适用于风电场内部故障时集电网络的等值方法，属于电力系统建模技术领域。针对现有风电场等值建模过程中，对集电网络的等值方法只适用于风电场外部故障，当风电场发生内部故障时，现有的集电网络等值方法在等值模型中无法设置故障点。提出了一种不改变集电网络结构与参数，通过非线性规划，确定等值机组接入集电网络位置的方法。当内部故障发生位置不同，只需相应调整机群划分结果以及等值机组接入集电网络位置。该方法可以应用于风电场发生内部、外部故障时的等值建模，使得等值模型具有更广泛的适用范围。

主权项

一种适用于风电场内部故障时集电网络的等值方法，其特征在于，工艺步骤如下：1)根据风电场内部故障的分群结果，对各个机群进行等值，聚合为等值机组；2)列写规划方程，确定等值机组接入集电网络位置；通过电压约束，来保证风电场内部故障期间机组等值前后动作特性一致；并以稳态时功率损耗之差最小为目标函数，求取集电线路等值阻抗；通过非线性规划求解：$\begin{array}{cc}\min & f={[{(\underset{k=1}{\overset{N_G}{\Sigma }}{I}_k+I_{G\_next})}^2{Z}_{eq}-\underset{n=1}{\overset{N_G}{\Sigma }}{(\underset{m=n}{\overset{N_G}{\Sigma }}{I}_m+I_{G\_next})}^2{Z}_n]}^2\end{array}$$s.t.\left\{\begin{array}{c}{u}_{group}+(\underset{k=1}{\overset{N_G}{\Sigma }}{I}_k+I_{G\_next})Z_{eq}>u_{\min }\\ u_{group}+(\underset{k=1}{\overset{N_G}{\Sigma }}{I}_k+I_{G\_next})Z_{eq}<u_{\max }\end{array}\right.---\left(1\right)$式中：N_G为该群包含的风机台数；I为群内各机组电流；I_{G_next}为该群所在的干线上，离PCC电气距离更远的机群各机组电流和；Z_n为各集电线路阻抗(即风电场精确模型中各机组间的阻抗；Z_eq为等值机接入点距该群端点的阻抗值；u_group为等值后群端电压；u_min、u_max为等值前该群内各机组机端电压的最大与最小值；3)根据步骤2)，在原集电网络结构与参数不变的前提下，依次确定各个等值机组接入集电网络的位置；当风电场内部故障发生后，故障所在干线会包含至少两个等值机群；当故障所在干线包含未投入Crowbar的机群，则先确定该机群接入集电网络的位置；否则无需计算；当故障所在干线也包含投入Crowbar的机群，则再确定此机群接入集电网络的位置；否则无需计算；故障所在线路一定包含切机机群，；最后确定切机机群的接入位置；对于非故障干线，依然采用上述的判断与计算顺序，即按照距离干线首端由近到远的顺序，依次确定各个机群接入集电网络的位置。