一種基于wams數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平評(píng)估方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)電場(chǎng)電壓水平評(píng)估方法及其系統(tǒng)，具體講涉及一種基于WAMS 數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平評(píng)估方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電技術(shù)中技術(shù)最成熟、最具開(kāi)發(fā)價(jià)值的可再生能源。發(fā) 展風(fēng)力發(fā)電對(duì)于保障能源安全，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等都具有非 常重要的意義。隨著大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)，其輸出功率的不穩(wěn)定對(duì)電力系統(tǒng)的帶來(lái)的影響 越來(lái)越突出，一些地區(qū)多次出現(xiàn)因電壓波動(dòng)造成風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)的事故。對(duì)于電網(wǎng)擾動(dòng)下風(fēng)電場(chǎng) 無(wú)功電壓的評(píng)估目前沒(méi)有很好的方法，因此如何對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平進(jìn)行分析評(píng)估是迫 切需要研究的問(wèn)題之一。
[0003] 目前，風(fēng)電場(chǎng)主要是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)設(shè)備電壓和電流變化，以及無(wú)功補(bǔ)償 設(shè)備的電壓、電流、有功和無(wú)功出力等的變化情況，通過(guò)人為匯總、分析這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和曲 線，評(píng)估分析風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平。這種方法工作量大，難以快速對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平進(jìn) 行全面、客觀有效評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供基于WAMS數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú) 功電壓水平評(píng)估方法及其系統(tǒng)，本發(fā)明利用建立的風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平指標(biāo)，對(duì)風(fēng)電 場(chǎng)無(wú)功電壓水平快速進(jìn)行全面客觀地有效分析評(píng)估。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一 個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重 要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以 此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。
[0005] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明提供一種基于WAMS數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平評(píng)估方法，其改進(jìn)之處在 于，所述方法包括：
[0007] 接入廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并解析；
[0008] 建立風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行特性的指標(biāo)體系，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估；
[0009] 基于所述指標(biāo)評(píng)估結(jié)果，綜合評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平。
[0010] 進(jìn)一步地，所述建立風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行特性的指標(biāo)體系，包括：風(fēng)電場(chǎng) 無(wú)功運(yùn)行范圍評(píng)估指標(biāo)、風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)特性評(píng)估指標(biāo)、風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置投退狀 態(tài)評(píng)估指標(biāo)、風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行能力評(píng)估指標(biāo)和風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力評(píng)估 指標(biāo)；
[0011] 對(duì)所述指標(biāo)的評(píng)估，包括：
[0012] 評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行范圍；
[0013] 評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)特性分析；
[0014] 評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置投退狀態(tài)；
[0015] 評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行能力；
[0016] 評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力。
[0017] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行范圍，包括：
[0018] 獲取實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功功率，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除不良風(fēng)電功 率數(shù)據(jù)；
[0019] 判斷無(wú)功功率是否高于無(wú)功上限值，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功功率越上限；
[0020] 判斷無(wú)功功率是否低于無(wú)功下限值，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功功率越下限；
[0021] 存儲(chǔ)無(wú)功越限記錄作為評(píng)估依據(jù)；
[0022] 無(wú)功運(yùn)行指標(biāo)計(jì)算如下式（1)所示，將無(wú)功越限次數(shù)A作為縱坐標(biāo)，持續(xù)時(shí)間t作 為橫坐標(biāo)，繪制曲線并對(duì)曲線進(jìn)行積分：
[0023] Y = / Adt (1)；
[0024] 為將指標(biāo)值折算到0-100區(qū)間，將某一天的所有風(fēng)電場(chǎng)指標(biāo)值按照下式⑵計(jì) 算：
[0025] (2)；
[0026] 其中：m表示風(fēng)電場(chǎng)總個(gè)數(shù)，Y1表示第i個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行越限指標(biāo)J1'表示某一 天的第i個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行越限指標(biāo)值。
[0027] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)特性，包括：
[0028] 獲取實(shí)時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)電壓值，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0029] 判斷如果低于標(biāo)準(zhǔn)值，則檢測(cè)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG無(wú)功功率及電流信息，并對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0030] 檢測(cè)到動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG無(wú)功功率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)時(shí)，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝 置SVG已經(jīng)開(kāi)始響應(yīng)，檢測(cè)到動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG電流恢復(fù)到電壓越限前的90%并且上 下波動(dòng)不超過(guò)10 %時(shí)，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG已經(jīng)調(diào)節(jié)結(jié)束；
[0031] 記錄開(kāi)始響應(yīng)時(shí)間和調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)間，計(jì)算出響應(yīng)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置SVG電流超調(diào)量；所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG電流超調(diào)量指的是動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 SVG電流最大值與電壓跌落前時(shí)的差值；
[0032] 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG持續(xù)時(shí)間如下式（3)所示：
[0033]
[0034] 式中，Δ Tjfgwfal--動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG持續(xù)時(shí)間；
[0035] Tsswfa1 --動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG結(jié)束時(shí)間；
[0036] Τ__?--動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG響應(yīng)時(shí)間；
[0037] 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG電流超調(diào)量如下式（4)所示：
[0038] Δ I電流超調(diào)量=I電流最大值_ I跌落前電流值 ⑷；
[0039] 式中，A I電流超遞一一動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG電流超調(diào)量；
[0040] I 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG電流最大值；
[0041 ] 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG跌落前電流值。
[0042] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置投退狀態(tài)，包括：
[0043] 獲取動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的開(kāi)關(guān)量信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0044] 如果風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG開(kāi)關(guān)量為斷開(kāi)狀態(tài)，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 SVG處于未運(yùn)行狀態(tài)，將動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG的狀態(tài)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中
[0045] 如果動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG開(kāi)關(guān)量閉合，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG處于運(yùn)行 狀態(tài)，將動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG的狀態(tài)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0046] 統(tǒng)計(jì)選定時(shí)間段動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的斷開(kāi)和閉合的比例，確定風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置SVG的投運(yùn)率信息：
[0047]
[0048] 式中，Ssg率--動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG投運(yùn)率；
[0049] T^wfa1--動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG閉合時(shí)間；
[0050] Twwfa1--動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG斷開(kāi)時(shí)間。
[0051] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行能力，包括：
[0052] 獲取動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG的開(kāi)關(guān)量信息及動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG斷開(kāi)前的電流 值，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0053] 判斷動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG是否斷開(kāi)，獲取動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG斷開(kāi)前的電流， 當(dāng)電流小于IOA時(shí)，忽略動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG ;當(dāng)大于IOA時(shí)，判斷前5min的電壓情況；
[0054] 根據(jù)電壓的情況來(lái)判斷動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG是否符合運(yùn)行時(shí)間要求： 0. 2彡u彡0. 9不少于低電壓持續(xù)時(shí)間，0. 9〈u彡I. 1連續(xù)，I. Ku彡1. 15具有連續(xù)5min能 力，I. 15〈u < 1. 2具有連續(xù)運(yùn)行Imin能力，I. 2〈u退出運(yùn)行；
[0055] 存儲(chǔ)相關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)作為評(píng)估依據(jù)；
[0056] 其中：風(fēng)電場(chǎng)電壓水平u的單位為標(biāo)幺值。
[0057] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力，包括：
[0058] 獲取實(shí)時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)電壓值，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0059] 判斷如果處于標(biāo)稱(chēng)電壓的20%~90%區(qū)間內(nèi)時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)能夠通過(guò)注入無(wú)功電流 支撐電壓恢復(fù)；檢測(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG的電流值，若11. 5* (0. 9-U t) In，0. 2彡UtS 0. 9 時(shí)，則判斷為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVG已經(jīng)注入無(wú)功電流支撐電壓恢復(fù)，并計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償裝 置SVG響應(yīng)時(shí)間TdP持續(xù)運(yùn)行時(shí)間T c;
[0060] 計(jì)算自并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落出現(xiàn)的時(shí)刻起，如果動(dòng)態(tài)無(wú)功電流控制的響應(yīng)時(shí)間不大于 75ms，持續(xù)時(shí)間不少于550ms，則認(rèn)為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置具有無(wú)功支撐能力。
[0061] 進(jìn)一步地，所述基于各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果對(duì)風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平進(jìn)行綜合評(píng) 估，包括：
[0062] 根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置運(yùn)行特性指標(biāo)，利用廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析評(píng)估，對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、風(fēng)電場(chǎng)群和全網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)分析，基于各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果建立風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平綜合評(píng)估指標(biāo)，基于綜合評(píng) 估指標(biāo)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓水平進(jìn)行綜合評(píng)估，最終評(píng)估結(jié)果以百分制的方式進(jìn)行排 序。
[0063] 本發(fā)明還提供一種基于WAMS數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓水平評(píng)估方法的評(píng)估系統(tǒng)， 其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括：
[0064] 用于解析PMU數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置數(shù)據(jù)的廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS數(shù)據(jù)接入模塊；
[0065] 用于評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行范圍的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功運(yùn)行范圍評(píng)估模塊；
[0066] 用于評(píng)估風(fēng)