一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法技術

本發明專利技術公開了一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，首先根據風速歷史數據獲取風速的密度函數，然后利用風機功率曲線、風場地形和風機排布模擬風電場的輸出功率，并針對風電場不同輸出功率分別計算故障事件下的功率損失。本發明專利技術中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，在理論上與實際情況更相符，更準確地反映了風電場的實際運行狀態，計算過程更細化，計算結果更準確。

Method for obtaining power loss of main transformer fault of booster station of wind farm

The invention discloses a wind power booster station main transformer fault loss generation method to obtain the density function according to the historical wind speed data acquisition speed, then the output power of the terrain and the fan arranged simulation of wind turbine power curve of wind farm, wind field, and according to the different wind farm output power were calculated the loss of power failure events under the. The invention of wind farm booster station generating capacity of the main transformer loss fault acquisition method, more consistent with the actual situation in theory, more accurately reflect the actual running state of wind farm, the calculation process is more refined, more accurate results.

【技術實現步驟摘要】
一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法
本專利技術涉及電力系統領域，尤其涉及一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法。
技術介紹
隨著石油、煤炭等常規能源的減少和環境問題的日益嚴重，清潔可再生能源已經成為未來能源發展的主要方向。其中風力發電是當今世界發展速度最快的清潔能源利用形式。風電場升壓站連接著風電場內部風力發電機組和外部大電網，主要起電能匯集、轉換和傳輸作用，是風電場的重要組成部分。主變壓器是升壓站內的核心設備，其故障將會對風電場電能的送出產生影響，并由此造成巨大的經濟損失。在風電場設計過程中，有必要對主變壓器的容量和臺數進行合理配置，尋求全壽命周期成本最優的配置方案。在全壽命周期成本組成中，預期的故障損失是必不可少的一項。通常的風電場升壓站主變壓器故障損失計算方法，采用風場滿發功率減去故障事件下的最大傳輸功率，再乘以風場的容量系數作為故障損失功率。這種計算方法將風電場的輸出功率作為恒定值來考慮，計算簡單，但與實際情況并不相符，計算結果存在較大誤差。
技術實現思路
專利技術目的：為了解決現有技術的不足，本專利技術提供了一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，能夠提高計算結果的準確性。技術方案：為解決上述技術問題，本專利技術中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，包括如下步驟：步驟一、根據風電場供電區域內風速歷史統計數據擬合出風速的密度分布函數；步驟二、根據風機的風功率曲線、風場地形和風機排布計算出風電場在不同風速下的輸出功率；步驟三、根據風電場在不同風速下的輸出功率擬合出風電場輸出功率關于風速的函數；步驟四、計算主變壓器在故障事件下升壓站所能實現的最大傳輸功率；步驟五、根據故障事件下升壓站的最大傳輸功率計算故障事件功率損失；步驟六、根據風電場輸出功率關于風速的函數和故障事件功率損失計算出故障事件功率損失關于風速的函數；步驟七、根據故障事件功率損失關于風速的函數和風速的分布函數，計算出故障事件預期的功率損失；步驟八、根據故障事件預期的功率損失和故障事件預期的持續時間得到故障事件預期的發電量損失。有益效果：本專利技術中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，從原始的風速歷史數據、風機功率曲線、風場地形和風機排布出發，能夠更準確地模擬風電場的輸出功率，而針對風電場不同輸出功率，分別計算故障事件下的功率損失，更準確地反映了實際運行狀態。本專利技術中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，在理論上與實際情況更相符，計算過程更細化，計算結果更準確。附圖說明圖1是本專利技術中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法的流程圖。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步的詳細說明，本實施列對本專利技術不構成限定。圖1中風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，用于計算多主變(壓器)配置方案中，單臺主變壓器發生故障時預期的發電量損失，包括以下步驟：步驟一、根據風電場供電區域內風速歷史統計數據，擬合出風速的密度分布函數。按照GB/T18710要求，歷史區間一般是30年，本專利技術中對分析時刻之前的30年內的風速進行統計，利用WAsP軟件擬合風速的密度分布函數，得到風速的密度分布函數近似于兩參數的威布爾分布函數，表達式為：式中，k和λ分別為威布爾分布的形狀參數和尺度參數，v為風速。步驟二、根據風機的風功率曲線(風機廠商提供)、風場地形(通過勘察獲取)和風機排布，計算出風場在不同風速下的輸出功率；本專利技術中風電場在各風速下的輸出功率通過在風電場設計軟件(常用軟件有WAsP、WindFarmer等)中建模計算獲得。步驟三、根據風電場在各風速下的輸出功率，擬合出風電場輸出功率Pout關于風速v的函數Pout＝P(v)。上述擬合采用分段擬合，風速小于切入風速的區間，輸出功率為零；切入風速至額定風速區間，擬合成冪函數；額定風速至切出風速區間，擬合成直線；風速大于切出風速的區間，輸出功率為零。步驟四、在主變壓器故障事件下，對所有可行的接線方式進行切換，結合各接線方式中設備額定參數的限制，獲取升壓站所能實現的最大傳輸功率。當單臺主變壓器發生故障時，通過接線方式的切換，實現故障變壓器的負荷轉移。將故障事件下剩余主變壓器能夠傳輸的最大功率記為PN-1，其值與升壓站中主變壓器的容量、臺數及主接線有關。本專利技術中以升壓站采用兩臺主變壓器、高壓側單母線接線、低壓側單母線分段接線這一方案為例，當單臺主變故障時，故障事件下升壓站最大傳輸功率為單臺主變的額定功率Pn，即PN-1＝Pn。步驟五、根據故障事件下升壓站最大傳輸功率與風電場輸出功率的關系獲取故障事件功率損失的表達式。本專利技術中主變壓器故障事件所造成的功率損失是一個分段函數：當風電場的輸出功率大于故障事件下的升壓站最大傳輸功率時，故障事件功率損失為風電場輸出功率減去故障事件下升壓站最大傳輸功率，當風電場的輸出功率小于等于故障事件下升壓站最大傳輸功率時，故障事件功率損失為零。表達式為：步驟六、根據風電場輸出功率關于風速的函數和故障事件功率損失分段函數，計算出故障事件功率損失關于風速的函數；利用風電場輸出功率關于風速的函數Pout＝P(v)求解出當輸出功率Pout＝PN-1所對應的風速v1，則故障事件功率損失關于風速的函數可以下式表示：式中，v2為切出風速。步驟七、根據步驟六中獲取到的故障事件功率損失關于風速的函數和步驟1中獲取到的風速分布函數，計算出故障事件預期的功率損失；本專利技術中所得到的故障事件預期的功率損失，其表達式為：在實際應用中，可對上式進行離散近似求解：步驟八、故障事件預期的功率損失乘以故障事件預期的持續時間，得到故障事件預期的發電量損失。上述故障事件預期持續時間為故障的平均修復時間TMTTR，故障事件預期的發電量損失表示為：在實際應用中，可對上式離散近似求解得到：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、根據風電場供電區域內風速歷史統計數據擬合出風速的密度分布函數；步驟二、根據風機的風功率曲線、風場地形和風機排布計算出風電場在不同風速下的輸出功率；步驟三、根據風電場在不同風速下的輸出功率擬合出風電場輸出功率關于風速的函數；步驟四、計算主變壓器在故障事件下升壓站所能實現的最大傳輸功率；步驟五、根據故障事件下升壓站的最大傳輸功率計算故障事件功率損失；步驟六、根據風電場輸出功率關于風速的函數和故障事件功率損失計算出故障事件功率損失關于風速的函數；步驟七、根據故障事件功率損失關于風速的函數和風速的分布函數，計算出故障事件預期的功率損失；步驟八、根據故障事件預期的功率損失和故障事件預期的持續時間得到故障事件預期的發電量損失。

【技術特征摘要】
1.一種風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、根據風電場供電區域內風速歷史統計數據擬合出風速的密度分布函數；步驟二、根據風機的風功率曲線、風場地形和風機排布計算出風電場在不同風速下的輸出功率；步驟三、根據風電場在不同風速下的輸出功率擬合出風電場輸出功率關于風速的函數；步驟四、計算主變壓器在故障事件下升壓站所能實現的最大傳輸功率；步驟五、根據故障事件下升壓站的最大傳輸功率計算故障事件功率損失；步驟六、根據風電場輸出功率關于風速的函數和故障事件功率損失計算出故障事件功率損失關于風速的函數；步驟七、根據故障事件功率損失關于風速的函數和風速的分布函數，計算出故障事件預期的功率損失；步驟八、根據故障事件預期的功率損失和故障事件預期的持續時間得到故障事件預期的發電量損失。2.根據權利要求1所述的風電場升壓站主變壓器故障發電量損失獲取方法，其特征在于，所述故障事件功率損失Ploss(v)關于風速的函數為：

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣其友，薛小松，崔明，胡曉進，
申請(專利權)人：江蘇農林職業技術學院，
類型：發明
國別省市：江蘇,32