風電高滲透電力系統戴維南等值參數解析方法研究

《風電高滲透電力系統戴維南等值參數解析方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由李衛星擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：風電高滲透電力系統戴維南等值參數解析方法研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李衛星

項目摘要

本項目擬基於多連線埠等值理論，研究風電高滲透電力系統戴維南等值參數解析方法及基於戴維南解析等值的風電併網點電壓控制問題。首先，模擬風機類型、風場結構、無功調控、風速隨機性、有功無功出力等因素對風電場戴維南等值參數的影響，研究和解析它們與風電場戴維南等值參數之間的關係，進而建立風電場戴維南等值參數的解析模型與計算方法。然後，研究分析風電的滲透率、風速的隨機性等因素對電力系統戴維南等值參數及其評估精度的影響，挖掘其物理機制。其次，通過對系統中各種強非線性和強時變性因素電氣特性的研究和解析，提出顯式表述它們對戴維南等值參數影響的方法，進而建立風電高滲透電力系統戴維南等值參數的解析模型與計算方法。最後，基於戴維南解析等值模型，研究和提出風場側和電網側的無功調控措施相對於風電併網點電壓的解析靈敏度，建立具有分段線性、逐段最佳化特點的分層最佳化模型和方法，實現風電併網點電壓的線上控制。

結題摘要

戴維南等值是化簡複雜電路的有效方法，然而由於電力系統的時變性和非線性，導致如何快速準確地評估電力系統的戴維南等值參數一直是有待突破的技術難題。風電等間歇性能源的大規模接入，更加劇了其挑戰性。本項目旨在通過多連線埠等值理論，從網路解析角度，研究風電高滲透電力系統戴維南等值參數的解析模型與方法及風電併網點的電壓控制方法。 提出了適用於計算風電場等值阻抗的網路解析方法及風電場“類戴維南”等值模型的參數計算方法。推導了故障穿越全過程風電場功率行為的解析表達式，提出並驗證了基於功率全過程故障穿越行為校正的改進單機等值方法。該方法原理明晰，計算簡單，所需參量少，易於被工程技術人員理解和掌握。 研究了傳統非線性電路戴維南等值參數辨識方法存在的問題及機理，發現基於最小二乘的傳統方法得到的戴維南等值阻抗不唯一，其值除了和擾動源的位置和擾動大小有關外，還與擾動的有功和無功比有關；但其具有上下限，且在崩潰點匯聚為一個值。 提出了一種基於單時刻測量數據的戴維南等值參數計算方法。該方法無需多時刻測量數據，從根本上克服了由於系統側波動而給傳統戴維南等值計算造成的影響，但如何減少其對多節點數據的需求量以增強其實用性，仍有待進一步突破。 研究了多連線埠網路等值與戴維南等值的關係，從網路解析角度給出了非線性電路戴維南等值參數的解析表達式，將可描述OXL作用下的發電機模型套用到多連線埠網路等值中，使得改進後的多連線埠等值網路能夠有效計及發電機由AVR向OXL轉換的動態變化。 基於戴維南解析等值電路，提出了識別電源節點間的耦合關係和電源節點對負荷節點的電壓控制靈敏度的解析指標，以及基於節點耦合關係的無功電壓遞歸切割分區方法。通過網路解析手段，建立了識別節點電壓薄弱性的解析指標，能夠解析地識別降低節點電壓薄弱性的控制措施，實現電壓穩定的線上監視與控制，而且將之用於了解決風電接納能力評估與最佳化規劃問題。