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文檔簡介
ICS國際標準分類號
CCS中國標準文獻分類號
團體標準
T/CESXXX-XXXX
新能源多場站短路比分析預警及輔助決
策系統(tǒng)功能規(guī)范
Functionalspecificationofanalysis,warning,andauxiliarydecision-making
systemformultiplerenewableenergystationsshortcircuitratio
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施
中國電工技術學會發(fā)布
T/CESXXX—XXXX
新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)功能規(guī)范
1范圍
本文件規(guī)定了新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)的功能定位、功能架構、功能要求。
本文件適用于新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)設計、開發(fā)及應用。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則
GB/T40581電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計算規(guī)范
GB/T15544.1三相交流系統(tǒng)短路電流計算第1部分:電流計算
GB/T15544.2三相交流系統(tǒng)短路電流計算第2部分:短路電流計算應用的系數(shù)
GB/T40615電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定評價導則
GB/T19963風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定
GB/T19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定
GB/T26399電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術導則
DL/T1380電網(wǎng)運行模型數(shù)據(jù)交換規(guī)范
DL/T476電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應用層協(xié)議
3術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1
系統(tǒng)標稱電壓nominalsystemvoltage
用于電力系統(tǒng)標志的電壓(線電壓),電力系統(tǒng)的某些運行特性與此電壓有關。
[來源:GB/T15544.1-2013,1.3.13]
3.2
短路容量shortcircuitcapacity
短路容量是指電力系統(tǒng)在規(guī)定的運行方式下,短路點三相短路時的視在功率,它是表征電力系統(tǒng)供
電能力強弱的特征參數(shù),其大小等于短路電流與短路處的額定電壓的乘積。
3.3
電壓穩(wěn)定voltagestability
電力系統(tǒng)受到小擾動或大擾動后,系統(tǒng)電壓能夠保持或恢復到允許的范圍內,不發(fā)生電壓崩潰的能
力。
[來源:GB38755-2019,2.2.2]
3.4
靜態(tài)電壓穩(wěn)定steady-statevoltagestability
電力系統(tǒng)受到小擾動后,系統(tǒng)所有母線保持穩(wěn)定電壓的能力。
[來源:GB38755-2019,2.2.2.1]
3.5
新能源場站renewableenergystation
集中接入電力系統(tǒng)的風電場或光伏電站并網(wǎng)點以下所有設備,包括變壓器、母線、線路、變流器、
儲能、風電機組、光伏發(fā)電系統(tǒng)、無功調節(jié)設備及輔助設備等。
[來源:GB38755-2019,2.11]
3
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3.6
短路比shortcircuitratio
系統(tǒng)短路容量與電氣設備容量的比值。
[來源:GB/T40581-2021,3.8]
3.7
新能源多場站短路比multiplerenewableenergystationshort-circuitratio
新能源場站并網(wǎng)點的短路容量與考慮其他新能源場站影響后的新能源等值功率的比值。
[來源:GB/T40581-2021,3.8]
3.8
臨界短路比criticalshortcircuitratio
將最大傳輸功率作為靜態(tài)電壓穩(wěn)定性判據(jù),隨著傳輸功率的增加,運行點從P-V曲線上半支向下
半支過渡,在拐點處達到最大傳輸功率,系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定,此時短路比為臨界短路比。
3.9
電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)powergriddispatchingandcontrolsystem
面向電網(wǎng)調度生產(chǎn)業(yè)務的自動化系統(tǒng),對電網(wǎng)運行監(jiān)視、操作控制、安全分析、計劃編制、輔助決
策、調度管理等業(yè)務提供技術支持。
[來源:GB/T35682-2017,3.1]
3.10
調相機synchronouscondenser
指專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機,在過勵磁或欠勵磁的不同情況下,可以分別發(fā)出不同大小的
容性或感性無功功率。
3.11
儲能系統(tǒng)energystoragesystem
指通過電化學電池或電磁能量存儲介質等進行可循環(huán)電能存儲、管理、轉換及釋放的設備系統(tǒng)。
[來源:DB31/T744-2013,3.1]
4符號、代號和縮略語
下列縮略語適用于本文件。
MRSCR:新能源多場站短路比(multiplerenewableenergystationsshortcircuitratio)
5功能定位
新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)聚焦新能源多場站短路比的數(shù)據(jù)整合、計算評估、提
升決策、信息展示若干核心目標,適應電網(wǎng)運行控制和規(guī)劃應用,感知短路比越限風險,制定多資源參
與的短路比提升控制措施,確保系統(tǒng)、場站安全基礎上,促進新能源充分消納。
6功能架構
新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)功能架構采用分層結構設計,如圖1所示,由數(shù)據(jù)
層、評估層、決策層、展示層、管理層組成。
4
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展示層指標計算結果預警信息可行/優(yōu)化措施指標提升效果管理層
電網(wǎng)規(guī)劃類措施
電網(wǎng)運行調度類措施配置維護
決策層發(fā)電出力調整網(wǎng)架優(yōu)化調整調相機配置儲能配置
核……
心方案方案方案方案
業(yè)信息檢索
務
應
用新能源多場站短路指標不合格母線分
評估層指標合理性判斷指標低值預警
比指標計算類提取統(tǒng)計應用
……
數(shù)據(jù)整合離線模型數(shù)據(jù)計算條件數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)層1運行數(shù)據(jù)接入2規(guī)劃數(shù)據(jù)接入3研究數(shù)據(jù)接入
模式模式模式
電網(wǎng)調度平臺其他數(shù)據(jù)平臺人工配置導入
圖1新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)功能架構圖
1)多源數(shù)據(jù)整合是系統(tǒng)的基礎應用業(yè)務,數(shù)據(jù)層包括電網(wǎng)調度平臺在線運行方式數(shù)據(jù)接入、其他
平臺數(shù)據(jù)集成接入、人工配置導入3種方式,在此基礎上實現(xiàn)原始輸入數(shù)據(jù)到計算數(shù)據(jù)的整合轉換;數(shù)
據(jù)整合功能基于在線運行方式數(shù)據(jù)資源和離線數(shù)據(jù)資源,形成一套描述詳細、參數(shù)完整、拓撲網(wǎng)絡與實
際相符、發(fā)電負荷實時更新、潮流能反映實時工況的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)。
2)新能源多場站短路比分析預警是系統(tǒng)的核心業(yè)務之一,評估層包括新能源多場站短路比指標計
算、指標合理性判斷、指標不合格母線分類提取、指標低值預警4項應用功能組件;實現(xiàn)MRSCR及時
監(jiān)測或校核,識別和明確新能源各并網(wǎng)點電壓支撐強度及系統(tǒng)薄弱點。
3)新能源多場站短路比輔助決策是系統(tǒng)的核心業(yè)務之一,決策層結合電網(wǎng)可用資源,挖掘并給出
提升新能源多場站短路比的輔助控制措施,包括發(fā)電出力控制、網(wǎng)架結構優(yōu)化、配置調相機、配置儲能
4種子類型;針對短路比不合格節(jié)點,同步形成短路比提升控制方案,實現(xiàn)基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的短路比提升
措施滾動更新和及時指導。
4)展示層對指標計算結果、預警結果、輔助決策結果進行全景顯示。
5)管理層是系統(tǒng)的平臺支撐組件,定位于通用資源和服務的集合,以MRSCR分析預警和輔助決
策為目標,對涉及業(yè)務流程的運算邏輯規(guī)則和數(shù)據(jù)源進行統(tǒng)一管理,包括配置維護、信息檢索、統(tǒng)計應
用、系統(tǒng)部署等。
7功能要求
7.1數(shù)據(jù)整合
7.1.1數(shù)據(jù)接入模式
1)運行數(shù)據(jù)接入模式:在線應用場景下,新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)
為在線運行方式數(shù)據(jù),來源于D5000電網(wǎng)調度控制系統(tǒng);
2)規(guī)劃數(shù)據(jù)接入模式:規(guī)劃應用場景下,新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)支持其他
數(shù)據(jù)平臺的集成接入,需符合數(shù)據(jù)接入規(guī)范;
3)研究數(shù)據(jù)接入模式:研究應用場景下,新能源多場站短路比分析預警及輔助決策系統(tǒng)支持人工
配置導入數(shù)據(jù),需符合指定數(shù)據(jù)類型。
7.1.2多源數(shù)據(jù)整合
基于現(xiàn)有在線運行方式數(shù)據(jù)資源和離線模型數(shù)據(jù)資源,形成一套描述詳細、參數(shù)完整、拓撲網(wǎng)絡與
實際相符、發(fā)電負荷實時更新、潮流能反映實時工況的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù),即電網(wǎng)潮流計算數(shù)據(jù)。
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綜合電網(wǎng)潮流計算數(shù)據(jù)、離線模型數(shù)據(jù)、計算條件數(shù)據(jù),形成可供新能源多場站短路比計算的輸
入數(shù)據(jù)。
7.2分析預警
7.2.1新能源多場站短路比指標計算
7.2.1.1計算方法
系統(tǒng)中新能源發(fā)電設備電網(wǎng)側接入點/場站并網(wǎng)母線節(jié)點i的新能源多場站短路比MRSCRi計算公
式為:
?
UUiNi/ZeqiiX
,<10
n
R
SSREi+∏∑ijREj
j=1,ji≠
MRSCRi=
SX
aci,≥==10且UU1
nRij
PP+λ
REi∑ijREj
j=1,ji≠
式中,
UNi——新能源并網(wǎng)母線i的系統(tǒng)標稱電壓;
U,U——新能源并網(wǎng)母線i和j的節(jié)點實際運行電壓;
ij
Saci——新能源并網(wǎng)母線的短路容量,單位為兆伏安(MVA);
PREi,PREj——新能源場站/發(fā)電單元i和j的有功功率,單位為兆瓦(MW);
??
∏=ijZUeqiji/ZUeqiij——新能源并網(wǎng)母線i和j之間的復數(shù)功率折算因子;
λij=ZZeqij/eqii——新能源并網(wǎng)母線i和j之間的功率折算因子;
Zeq=R+jX——從新能源發(fā)電設備電網(wǎng)側接入點/新能源場站并網(wǎng)點的系統(tǒng)側等值阻抗。
7.2.1.2計算范圍
支持計算節(jié)點類型篩選和分類計算功能,包括但不限于:
①新能源機組機端節(jié)點
②新能源箱變高壓節(jié)點
③新能源場站高壓節(jié)點
④新能源場站所有節(jié)點
⑤人工配置的任意節(jié)點
7.2.1.3計算輸出
支持新能源多場站短路比關鍵信息輸出,包括但不限于:
①節(jié)點名稱
②基準電壓
③短路容量
④等效并網(wǎng)容量
⑤新能源多場站短路比
⑥臨界短路比
7.2.2新能源多場站短路比指標判斷和預警
7.2.2.1原則
6
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根據(jù)新能源多場站短路比指標計算結果和預警限值指標(即閾值),判斷新能源并網(wǎng)母線的短路
比指標是否越限。若超過閾值,則自動提取短路比不合格的母線列表,通過事件驅動方式發(fā)送至輔助
決策及全景展示模塊。
7.2.2.2指標判斷和預警方法
MRSCR指標判斷和預警的依據(jù)如下。
1)按照MRSCR區(qū)間判斷和預警
根據(jù)新能源接入交流系統(tǒng)強度水平劃分的原則進行判斷和預警。
a)強系統(tǒng)——MRSCR大于3.0;
b)弱系統(tǒng)——MRSCR在2.0~3.0之間;
c)極弱系統(tǒng)——MRSCR小于2.0。
將上述條件邊界作為預警限值。
預警條件如下:
a)新能源發(fā)電單元升壓變低壓側的多場站短路比小于1.5;
b)新能源并網(wǎng)點的多場站短路比小于2.0。
2)臨界短路比指標和裕度指標
在預警限值基礎上,宜同時計算新能源并網(wǎng)點i的臨界短路比,記為CSCRi,則并網(wǎng)點i的MRSCR
裕度指標Deltai為:
Delta=MRSCR?CSCR
iii
針對同類型節(jié)點,可在區(qū)間判斷基礎上,同時參考Deltai排序結果定位MRSCR薄弱節(jié)點。
7.3輔助決策
根據(jù)新能源多場站短路比影響因素,推薦的提升控制措施包括發(fā)電出力調整、網(wǎng)架優(yōu)化調整、配置
調相機、配置儲能等,并根據(jù)措施的有效性、可行性、適應性,結合電網(wǎng)安全和新能源消納目標,給出
輔助決策的排序信息。
對于新能源多場站短路比超標情況,應采取措施將其提升至閾值之上,且考慮新能源充分消納目標,
不宜過度提升控制。可采取的措施包括:
——運行階段:調整新能源發(fā)電出力,調整網(wǎng)架接線方式等;
——規(guī)劃階段:新增線路/變壓器,配置調相機,配置儲能等。
7.3.1資源概覽
對各類可調度資源的狀態(tài)進行統(tǒng)計概覽,包括基于當前運行方式數(shù)據(jù)獲得的可參與輔助決策的資
源,如新能源機組信息、檢修線路信息、電網(wǎng)接線方式信息等,同時也包括預先配置資源信息等。
7.3.2基于發(fā)電出力調整的MRSCR提升控制輔助決策
新能源并網(wǎng)的容量、位置、電壓等級都將影響系統(tǒng)的MRSCR,新能源并網(wǎng)規(guī)模的增大將直接導致
MRSCR計算中的等效并網(wǎng)容量增大,從而降低并網(wǎng)點的MRSCR。
合理地安排新能源發(fā)電可提升電網(wǎng)的新能源多場站短路比水平,提升效果取決于新能源發(fā)電功率
對各個新能源場站短路比的靈敏度,因此可參考各新能源場站發(fā)電功率與各場站短路比靈敏度關系,制
定給出基于發(fā)電出力調整的MRSCR提升控制輔助決策措施。
推薦的輔助決策信息應兼顧MRSCR提升控制和新能源充分消納等目標需求。
7.3.3基于網(wǎng)架優(yōu)化調整的MRSCR提升控制輔助決策
新能源并網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)架結構和接線方式都將影響系統(tǒng)的MRSCR,上述因素會直接導致短路容量變化,
從而造成并網(wǎng)點MRSCR變化。
運行階段,可考慮改變電網(wǎng)接線方式、切換檢修線路投退狀態(tài),通過降低新能源并網(wǎng)點系統(tǒng)等值阻
抗、增大并網(wǎng)點短路容量,實現(xiàn)并網(wǎng)點MRSCR提升。
規(guī)劃階段,可通過新增并網(wǎng)點區(qū)域的輸電線路、變壓器,實現(xiàn)提升并網(wǎng)點MRSCR的目標。
基于上述原則,制定基于網(wǎng)架優(yōu)化調整的MRSCR提升控制輔助決策措施。
推薦的輔助決策信息應兼顧MRSCR提升控制和短路電流合格等多目標需求。
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