8月28日,在江苏电力科学研究院海上风电技术实验室,专业人员仅用4分钟就完成了±200千伏扬州—镇江直流输电工程送端近区新能源场站的暂态故障穿越特性分析,效率较传统方法提升10倍以上,且结果准确可靠,仿真误差小于1%。
近年来,江苏电网新能源装机规模持续增长。截至5月底,全省新能源装机容量已突破1亿千瓦。新能源不仅要“装得多”,更要“接得住”。仿真分析作为关键技术手段,能有效评估大规模新能源接入对电网的影响,为电网安全稳定运行提供重要保障。
以往,为了还原新能源场站的暂态运行特性,专业人员通常需采用1∶1镜像的建模方法。这种模型虽然精度高,但所需参数多、模型复杂,仿真速度较慢。传统方式下,仿真模型的精度与效率往往难以兼顾。“这就像绘画,要画出一幅高度逼真的肖像可能要花上好几个月,而简笔画虽然几分钟就能画好,但很多重要特征都丢失了。”江苏电科院海上风电技术实验室副主任李强介绍,“以往,采用详细模型分析一种暂态故障特性需要3小时以上。若要覆盖20余种工况,再加上模型修改和纠错,整个过程至少耗时一个月,工作效率较低。”
针对这一问题,江苏电科院海上风电技术实验室新能源仿真建模团队在江苏电力调度控制中心的指导下,自6月起集中攻关新能源场站电磁暂态等值建模仿真技术。
团队运用电路阻抗聚合等效理论,基于功率损耗一致原则,对模型进行等值简化。在技术上,团队成员以新能源场站内的集电线为单位,开展线路及箱式变压器阻抗逐级串并联归算、线路接地电容和箱式变压器导纳统一折算,逐级等效、层层化简,解决了机组、箱变、线路等关键元件的等值建模难题,在确保准确度的前提下缩短了仿真时长,提高了工作效率。
“等值建模技术把原本新能源场站需要逐个建模的几十甚至上百台新能源机组和对应的连接线路、箱式变压器等效成一台机组、一个箱式变压器和一条线路,这就像肖像画师掌握了‘拍相片’的技术,能兼顾模型的精度和仿真速度,实现新能源高效精准仿真分析。”李强说。
新能源场站电磁暂态等值建模仿真技术在扬镇直流近区光伏电站的等值建模中得到首次应用。经专业人员测算,模型误差小于1%,将单工况电磁暂态仿真的耗时由小时级缩短至分钟级,全工况分析由一个月缩短至一周以内,工作效率显著提升。
目前,江苏电科院已利用该技术完成了扬州泰润光伏电站、高邮三垛镇恒禾电站等扬镇直流送端近区4座新能源场站的等值建模与详细分析。据了解,该院将依托相关技术成果,全面支撑江苏全省新能源实测建模仿真工作,进一步为新能源场站并网设计、规划、运行、故障分析等方面提供全环节的技术支撑,提升新能源场站并网机理特性认知能力、故障分析能力。(邹小明 汤宗尧)
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