一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法技术

本发明专利技术提供了一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法，该方法包括以下步骤：I.确定测试点；II.根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行数据采集；III.根据风电机组年平均输出功率和电网阻抗角计算闪变值。该方法采用功率分区间的方法进行风电机组的闪变计算，不需单独采集风速，有效的降低了试验成本，提高了数据的利用率，减少了试验过程中的不确定度来源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新能源接入与控制领域的方法，具体讲涉及一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法。
技术介绍
风力发电是风能利用的重要形式，是可再生能源开发中技术最成熟的、最具有规模开发前景的发电方式之一。风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。近年来我国风力发电发展势头迅猛，风电装机每年翻番，大规模并网风电机组的运行对电网及用户的影响也日趋重要。理想的电力系统应以恒定的频率(50Hz)和正弦的波形，按照规定的电压水平对用户供电。在三相交流电力系统中，各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差120°的对称状态。但由于电力系统中的发电机、变压器、线路等系统元件的参数并不是理想线性或对称的，再加上目前调控手段的不完善、负荷性质各异、负荷变化的随机性、运行操作以及各种故障等原因，这种理想的对称状态实际上并不存在，因此就产生了电能质量的概念。电能质量的定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，闪变就是电能质量的重要内容之一。对于风电机组而言，由于风具有随机波动的特性，而风电机组的输出功率与风速的三次方成正比且与风向有关，因此其输出功率也是随机波动的。风电机组自身的固有特性，如塔影效应、偏航误差、风剪切作用和叶片重力不平衡等，也会对风电机组的输出功率造成影响，引起机组输出功率的周期性波动。这种不稳定的功率注入电网，尤其是在大规模风电并网的情况下，会对电网的稳定性和电能质量造成影响，引起电压的波动和闪变问题。因此，电压波动和闪变是风电机组引起的主要的电能质量问题。但是，现有技术中风电机组的闪变计算方法为根据风速进行区间统计后计算得出相应的闪变系数，但是此方法在测试期间需要额外增加测风的设备；计算方面，由于风速只作为风电机组的参考量，并不参与控制，按照风速区间统计方法进行统计计算，不能真实的反映出风电机组在不同运行状态及运行环境下的闪变值。因此，需要提供一种改进的风电机组闪变确定方法。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法。实现上述目的所采用的解决方案为：一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：I、确定测试点；II、根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行数据采集；III、根据风电机组年平均输出功率和电网阻抗角计算闪变值。进一步的，所述步骤I中，选取风电机组出口变压器低电压侧为所述测量点。进一步的，所述步骤II中，所述功率区间根据输出的有功功率或额定功率的值进行分区；所述功率区间包括(-0.05～0.1]、(0.1～0.2]、(0.2～0.3]、(0.3～0.4]、(0.4～0.5]、(0.5～0.6]、(0.6～0.7]、(0.7～0.8]、(0.8～0.9]、(0.9～1.05]。进一步的，所述步骤II包括以下步骤：S201、从三相瞬时电压和三相瞬时电流中确定各所述功率区间内相电压和相电流，确定有功功率和无功功率；S202、根据有功功率确定功率区间；S203、获取不同所述功率区间10min时间序列的所述测量点的三相瞬时电压和三相瞬时电流。进一步的，所述步骤III中，计算闪变包括以下步骤：S301、构建虚拟电网，根据所述虚拟电网确定模拟电压的瞬时值ufic(t)；S302、获取各功率区间内10min时间序列的有功功率，确定各有功功率对应的闪变扰动系数Pst；S303、按下式确定各功率区间的闪变系数：c=Pst×Sk,ficSn]]>其中，Pst为闪变扰动系数，Sk,fic/Sn为短路比；S304、按下式确定功率区间的加权系数：wi=1-exp(-π4×(PiPua)2)NiN]]>Pua为年平均输出功率，Pi为第i个功率区间内功率，Ni为第i个功率区间内测量闪变系数的实际出现数目，N为闪变系数在各功率区间的总个数；S305、闪变系数加权累计分布概率统计。进一步的，所述步骤S306中，闪变系数加权累计分布概率统计：S3051、将所述闪变值降序排序，确定最大值对应的分布概率为100％，之后的闪变系数对应的加权累计分布顺序递减，递减值根据各功率区间对应的加权系数确定，确定各功率区间加权系数递减确定值为：wd=wiΣi=1Nbwi·Ni]]>其中，wi为功率区间的加权系数，Ni为第i个功率区间内测量闪变系数的实际出现数目，Nb为第i个功率区间的闪变系数的递减个数；S3052、根据各闪变系数对应的测量值的加权累计分布，确定最接近95％分布概率的闪变系数值为不同年平均输出功率及电网阻抗角下的闪变值c(ψk,Pua)。进一步的，所述步骤III中，通过获取不同阻抗角下的闪变扰动系数，确定不同的闪变系数；所述阻抗角分别取30°、50°、70°和85°。进一步的，所述步骤III中，在不同的所述年平均输出功率下，确定不同的闪变系数；所述年平均输出功率分别取0.2pu、0.5pu、0.7pu和1.0pu。与现有技术相比，本专利技术具有以下优异效果：1、本专利技术提供的方法采用功率分区间的方法进行风电机组的闪变计算，不需单独采集风速，有效的降低了试验成本。2、本专利技术提供的方法根据实时获取的数据进行计算，减少部分计算过程，提高数据的精度，从而减少了不确定度的来源，提高计算的准确度；优化了现有技术的方法不能真实的反映出风电机组在不同运行状态及运行环境下的闪变值的缺陷。附图说明图1为风电机组闪变测试采集点示意图；图2为本实施例中风电机组闪变计算流程图；图3为本实施例中闪变仪计算流程图；图4为本实施例中电网阻抗角k分别为30°，50°，70°和85°时Pst值随功率的变化图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。本专利技术提供一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法，该方法包括以下步骤：步骤一、确定测试点；步骤二、根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行数据采集；步骤三、根据风电机组年平均输出功率和电网阻抗角计算闪变值。步骤一、确定测量点。为准确获得风电机组在不同运行工况下的闪变值，选用风电机组出口变压器低压侧为所述测量点。如图1所示，图1为风电机组闪变测试采集点示意图；获得风电机组出口变压器低压侧三相电流ILV和风电机组出口变压器低压侧三相电压ULV。步骤二、根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： I、确定测试点； II、根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行数据采集； III、根据风电机组年平均输出功率和电网阻抗角计算闪变值。

【技术特征摘要】
1.一种基于功率区间的风电机组闪变确定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
I、确定测试点；
II、根据风电机组的运行状态在不同的功率区间内进行数据采集；
III、根据风电机组年平均输出功率和电网阻抗角计算闪变值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤I中，选取风电机组出口变压器低电压侧为所述测量点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤II中，所述功率区间根据输出的有功功率或额定功率的值进行分区；
所述功率区间包括(-0.05～0.1]、(0.1～0.2]、(0.2～0.3]、(0.3～0.4]、(0.4～0.5]、(0.5～0.6]、(0.6～0.7]、(0.7～0.8]、(0.8～0.9]、(0.9～1.05]。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤II包括以下步骤：
S201、从三相瞬时电压和三相瞬时电流中确定各所述功率区间内相电压和相电流，确定有功功率和无功功率；
S202、根据有功功率确定功率区间；
S203、获取不同所述功率区间10min时间序列的所述测量点的三相瞬时电压和三相瞬时电流。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤III中，计算闪变包括以下步骤：
S301、构建虚拟电网，根据所述虚拟电网确定模拟电压的瞬时值ufic(t)；
S302、获取各功率区间内10min时间序列的有功功率，确定各有功功率对应的闪变扰动系数Pst；
S303、按...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦世耀，王瑞明，陈晨，孙勇，李少林，张金平，杜慧成，张爽，焦龙，李峰，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，国网宁夏电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11