電力系統(tǒng)潮流計算風電場節(jié)點處理方法

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摘要：電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)中的主要計算方式之一，其本身強調的是對變壓器、線路、電容、電阻等電力系統(tǒng)中各組成部分的綜合評估，從而得出風電場電力生產情況的綜合數(shù)據(jù)，是風電場提升產量，降低電力供應損耗的核心辦法。在電力系統(tǒng)中，風電場節(jié)點是關鍵的影響因素，若風電場節(jié)點和平衡點出現(xiàn)失衡的情況，則會直接導致供電穩(wěn)定度下降，因而需要潮流計算來調整風電場節(jié)點的內容，確保其始終穩(wěn)定，不會出現(xiàn)失衡的狀況。因此，文章將從電力系統(tǒng)潮流計算中風電場節(jié)點的處理方法的重要性入手，全面展開電力系統(tǒng)潮流計算中風電場節(jié)點的處理方法分析。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；潮流計算；風電場；節(jié)點處理方法

1概述

風電場是我國所提倡的環(huán)保型能源生產主要方式之一，其相對于傳統(tǒng)的火電廠而言，清潔度更高，但是一直以來，困擾風電場發(fā)展的問題是其本身的供電穩(wěn)定性不夠，可能會出現(xiàn)風電場節(jié)點和平衡點失衡的情況，導致實際用電困難。所以，我國始終沒有用風電場來替代火電廠，并且允許火電廠一直存在。為更好地提升風電場的實際運行效率，目前最核心的內容是做好電力系統(tǒng)潮流計算，通過其對于風電場各項數(shù)據(jù)內容的綜合評估，來協(xié)調風電場的內容，確保風電場的數(shù)據(jù)始終穩(wěn)定，保證供電穩(wěn)定性的提升。但目前來看，電力系統(tǒng)潮流計算中對風電場節(jié)點的處理辦法還不夠妥善，其主要的辦法較多，但是立刻發(fā)揮作用的較少，都有一定的遲滯性，是未來需要改善的。

2電力系統(tǒng)潮流計算中風電場節(jié)點處理方法的重要性

2.1提升風電場運行穩(wěn)定性

風電場運行中，因風速、風量等會產生供電不穩(wěn)定的情況，但為更好確保供電，實質上風電場除了利用自然風力以外，還有其他的配套設施，保證風電場可以二十四小時發(fā)電。但一直以來，難以解決的問題是風電場節(jié)點和平衡點會因為一些不確定因素影響而出現(xiàn)失衡的狀態(tài)，為更好協(xié)調相應問題，則需要在風電場節(jié)點與平衡點失衡后，快速地恢復二者的平衡。其核心辦法就是利用電力系統(tǒng)潮流計算找到平衡點所在，并通過實際引導，促進平衡的誕生。正因為電力系統(tǒng)潮流計算具有如此的效能，則可以保證風電場運行的穩(wěn)定性。

2.2提升潮流計算穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)潮流計算受到影響的因素較多，但多數(shù)內容都可以被有效克服，唯獨風電場節(jié)點若出現(xiàn)了問題，會對計算產生致命性的影響。主要是風電場節(jié)點所牽涉的內容過多，各項內容錯綜復雜直接導致計算數(shù)據(jù)流的混亂，在大量數(shù)據(jù)纏繞一起的時候，電力系統(tǒng)潮流計算也無法開展計算，導致算法徹底失效。而風電場節(jié)點處理辦法可以很好地穩(wěn)定節(jié)點數(shù)據(jù)內容，讓風電場所有數(shù)據(jù)回歸正常，尤其是可以很好地解決風電場節(jié)點與平衡點失衡的問題，從而促進數(shù)據(jù)流的規(guī)整化。也意味著電力系統(tǒng)潮流計算可以繼續(xù)發(fā)揮效力，而不會繼續(xù)出現(xiàn)電力系統(tǒng)潮流計算穩(wěn)定性不足的情況。

2.3可以對風電場生產進行評估

電力系統(tǒng)潮流計算的核心作用是對風電場的各項數(shù)據(jù)進行評估，而風電場的實際生產是一項綜合的數(shù)據(jù)內容，其包含了風電場的產出、損耗、以及不可抗力造成的低產情況等，所以風電場的實際生產情況評估需要遵守實際情況，并且精確計算內部數(shù)據(jù)內容，才能得出相應的結論。電力系統(tǒng)潮流計算則是對內部內容進行計算的方式，其所可能出現(xiàn)得到產出、損耗以及低產情況，都可以在算式中體現(xiàn)出來，換句話說，電力系統(tǒng)潮流計算讓整個電力系統(tǒng)生產流程變成完全數(shù)據(jù)化的內容，所以可以很好地計算出風電場的實際生產情況，對根據(jù)綜合情況進行評估，找到其中出色的地方，并總結其中存在的問題，為后續(xù)的生產提供一定的幫助。

2.4減少電力供應損耗

目前，電力系統(tǒng)潮流計算核心工作內容就是為了更好地減少電力供應損耗。在風電場的生產過程中，會出現(xiàn)嚴重的供應損耗問題，此問題的出現(xiàn)，就導致原本的電能產量在運輸?shù)倪^程中，出現(xiàn)了大量的消耗，從而影響了整個風電場的電能綜合產量，也是風電場無法比擬火電廠的根本原因之一。而電力系統(tǒng)潮流計算則是可以很好地通過數(shù)據(jù)計算的方式，找到電力供應損耗的相應內容，確保電力供應損耗的細節(jié)被發(fā)現(xiàn)，包含了其損耗的情況、損耗的方式等，并可以計算出其是否可以進行改進，從而解決電力供應損耗過大的問題。

3電力系統(tǒng)潮流計算中風電場節(jié)點的處理方法

3.1對風電場功率曲線進行調節(jié)

想要處理風電場節(jié)點的問題，則在電力系統(tǒng)潮流計算中，還是需要做好基礎內容的調整，這和算法本身有著密切的關系。在解決此問題的時候，需要知道的是風電系統(tǒng)的潮流計算主要是利用電流、電壓、電阻、電容四方面，此四個方面是電力系統(tǒng)中最基礎的組成部分，雖然每一個部分的內容都非常簡單，但是四個方面內容可以無窮組合，從而形成更高階的內容，給解答問題帶來一定難度。電力系統(tǒng)潮流計算就是從這四個方面對額定時間段內電流供應情況進行分析，以確保電力系統(tǒng)供應過程中，始終處于穩(wěn)定的電壓調控狀態(tài)，即調節(jié)風電場的功率曲線變化穩(wěn)定程度。也就是說，風電場節(jié)點的變化，實質上和功率曲線有著很大的關系，雖然不能直接控制風電場的節(jié)點變化內容，但是從根本上來看，可以很好地進行功率曲線的控制，尤其是保證功率曲線的穩(wěn)定，讓其始終處于一個平滑的狀態(tài)。同時，潮流計算時，有用功和無用功之間始終保持著對應的狀態(tài)。即無論是有用功還是無用功，都必須要協(xié)調，一份有用功的產出，必然要有一份無用功對應，才能形成一個平衡，否則會出現(xiàn)失衡的問題。而想要避免初始節(jié)點低于平衡節(jié)點的問題，就要增加潮流計算中的有用功節(jié)點，縮小無用功節(jié)點部分。也就是說，在已經維持了平衡的情況下，有用功和無用功是可以調節(jié)的，只要在合理內，就能依靠既定平衡來形成另一個平衡，從而保證整體的內容更加的流暢。

3.2減小電流初始供應與輸送之間的滑差

影響風電場節(jié)點的核心要素之一是滑差，由于滑差的出現(xiàn)，會讓風電場的節(jié)點出現(xiàn)嚴重的電壓、電流問題，直接導致初始供應和輸送之間的平衡被打破，從而影響風電場的實際生產。所以，減少電力初始供應關于輸送之間的滑差，也是電力系統(tǒng)潮流計算中風電場潮流控制的方法。就是說，為了更好地保證電力系統(tǒng)潮流計算的穩(wěn)定性，要盡可能地降低滑差的影響，當滑差影響低到了一定的程度以后，也就意味著實際的計算會更加趨向于準確，而不會出現(xiàn)太大的波動，尤其是受滑差影響情況會大大改善。其主要的操作辦法有兩個：第一種是運用新型異步電動機，提升初始電力供應的強度，增加電力供應初級階段的功率值。是指為了更好地保證滑差不會太大，就直接通過異步電動機來增加初始的功率，通過初始功率的強化，來穩(wěn)定滑差，將滑差控制在一個穩(wěn)定的范圍之內。第二種是縮小電力初始供應與后期傳輸之間的滑差，在于以均衡點作為初始供電和傳輸供電功率的中間值。是指在電力系統(tǒng)潮流計算中，將均衡點作為主要計算的內容，而不再是直接通過計算出施工點和傳輸供電功率來完成，保證滑差的問題不會過于頻繁。

3.3電磁轉動頻率同步調節(jié)法

為更好地調整風電場節(jié)點，利用電力系統(tǒng)潮流計算來進行電磁轉動頻率的調整成為了一種有效的辦法，其中常見的一種被稱為同步調節(jié)法，即是說，通過讓電磁轉動頻率達到同一個頻率，從而保證協(xié)調性和穩(wěn)定性。具體做法是，電磁轉動頻率的調整需明確電流供應的周期運行規(guī)律，再具體確定電磁轉動的調節(jié)頻率和趨向。在了解具體數(shù)據(jù)后，才能進行后續(xù)的操作，否則會造成數(shù)據(jù)和實際內容不符的現(xiàn)象出現(xiàn)，所以，想要進行同步調節(jié)，就需要知道調節(jié)的具體頻率，以及確定具體的調節(jié)方式。假定某電力系統(tǒng)的電磁轉動端電壓為U1，電磁轉動繞組轉動差就是U1－常數(shù)電壓。從而確定了舉出參數(shù)的情況，其中U1需要套用具體數(shù)值，在計算的過程中，通過實際數(shù)值的導入，來獲得其他的具體參數(shù)，而U1就是其中的關鍵所在。同時，進行電磁轉動的頻率繞組調整時，供應端的電流值必然大于傳輸端的電流值，若是出現(xiàn)了小于的情況，由于傳輸損耗的原因，就會導致傳輸端的電流值為0或者是造成相應設備無法運轉的情況出現(xiàn)。而在兩者同時加速的狀態(tài)下，控制電磁轉動后的頻率就可以始終保持電磁轉動的頻率差值僅僅是一個常數(shù)，從而實現(xiàn)了電流控制條件的協(xié)調分析。也就是說，將其固定為一個相對穩(wěn)定的數(shù)值以后，就解決了風電場節(jié)點不穩(wěn)定的問題，確保了電力系統(tǒng)潮流計算的穩(wěn)定性。

3.4電磁轉動頻率局域調節(jié)法

常見的電磁轉動頻率調節(jié)辦法可以很好地解決風電場節(jié)點的問題，但是目前來看，其并不僅僅是電磁轉動頻率同步調節(jié)法一種，另一種則被稱為電磁轉動頻率局域調節(jié)法，是上一種方法的升級版本，效果也普遍更加的直接。在電力系統(tǒng)潮流計算中，風電場節(jié)點頻率變化是一個周期調節(jié)的過程。也就是說，在一定的時間內，風電場節(jié)點的頻率不變化會形成一個完整的循環(huán)，其中可能會出現(xiàn)重復或者是相似的情況。而為確保電路中電力供應損耗值最低，進行電力供應狀況調節(jié)時，也可以依據(jù)電力系統(tǒng)做功穩(wěn)定情況進行相應的判定。如此才能保證電力供應的損耗被限制在一定的數(shù)值之內，而不會出現(xiàn)徹底崩潰的現(xiàn)象。一般而言，若電力系統(tǒng)電流供應狀況足夠穩(wěn)定，電力傳輸過程中除了母線路與子線路之間電力供應前的分割損耗，不會產生多余的電力資源損耗。也就是說，在一切正常的情況下，任何多余的損耗都是不存在的，而一旦出現(xiàn)了多余的損耗，也就意味著出現(xiàn)了相應的問題，尤其是風電場節(jié)點的相應問題。因此實施線路傳輸情況分析時，可以“固定”核算電力傳輸結構損耗值，按照實際的需求，對功率進行調整，確保頻率的大小是可控的。

4結束語

綜上所述，電力系統(tǒng)潮流計算是穩(wěn)定風電場生產效率的核心辦法，其主要內容在于保證風電場的穩(wěn)定，減少電力供應的損耗，消除風電場節(jié)點和平衡點的失衡問題。同時，也能對整個風電場實際情況進行評估，保證風電場情況被有效了解。其主要目的在于強化風電場建設效果，確保風電場供電穩(wěn)定性，為以后替代火電廠而做出努力，降低發(fā)電給環(huán)境帶來的影響，解決我國目前存在的環(huán)境污染問題等。同時，電力系統(tǒng)潮流計算意味著風電場數(shù)據(jù)公式化已經基本實現(xiàn)，對風電場內部的內容，基本上可以實現(xiàn)通過數(shù)據(jù)公式來進行計算的地步，保證每一項內容出現(xiàn)問題，都可以通過公式了解，降低了發(fā)現(xiàn)問題的難度。

作者：劉世增 張華晟 馬創(chuàng) 鄭凇銘 高晗 李杰 單位：中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司大理局