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(diào)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(chǎn)情況的綜合數(shù)據(jù)，是風電場提升產(chǎn)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(guān)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(diào)整風電場節(jié)點的內(nèi)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(guān)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)容的綜合評估，來協(xié)調(diào)風電場的內(nèi)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(chǎn)生供電不穩(wěn)定的情況，但為更好確保供電，實質(zhì)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(diào)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(nèi)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(chǎn)生致命性的影響。主要是風電場節(jié)點所牽涉的內(nèi)容過多，各項內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)是一項綜合的數(shù)據(jù)內(nèi)容，其包含了風電場的產(chǎn)出、損耗、以及不可抗力造成的低產(chǎn)情況等，所以風電場的實際生產(chǎn)情況評估需要遵守實際情況，并且精確計算內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)容，才能得出相應的結(jié)論。電力系統(tǒng)潮流計算則是對內(nèi)部內(nèi)容進行計算的方式，其所可能出現(xiàn)得到產(chǎn)出、損耗以及低產(chǎn)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(chǎn)流程變成完全數(shù)據(jù)化的內(nèi)容，所以可以很好地計算出風電場的實際生產(chǎn)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(jié)其中存在的問題，為后續(xù)的生產(chǎn)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(nèi)容就是為了更好地減少電力供應損耗。在風電場的生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(diào)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(nèi)容的調(diào)整，這和算法本身有著密切的關(guān)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(nèi)容都非常簡單，但是四個方面內(nèi)容可以無窮組合，從而形成更高階的內(nèi)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(nèi)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(diào)控狀態(tài)，即調(diào)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(zhì)上和功率曲線有著很大的關(guān)系，雖然不能直接控制風電場的節(jié)點變化內(nèi)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(diào)，一份有用功的產(chǎn)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(jīng)維持了平衡的情況下，有用功和無用功是可以調(diào)節(jié)的，只要在合理內(nèi)，就能依靠既定平衡來形成另一個平衡，從而保證整體的內(nèi)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(chǎn)。所以，減少電力初始供應關(guān)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(nèi)。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(nèi)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(zhuǎn)動頻率同步調(diào)節(jié)法

為更好地調(diào)整風電場節(jié)點，利用電力系統(tǒng)潮流計算來進行電磁轉(zhuǎn)動頻率的調(diào)整成為了一種有效的辦法，其中常見的一種被稱為同步調(diào)節(jié)法，即是說，通過讓電磁轉(zhuǎn)動頻率達到同一個頻率，從而保證協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。具體做法是，電磁轉(zhuǎn)動頻率的調(diào)整需明確電流供應的周期運行規(guī)律，再具體確定電磁轉(zhuǎn)動的調(diào)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(nèi)容不符的現(xiàn)象出現(xiàn)，所以，想要進行同步調(diào)節(jié)，就需要知道調(diào)節(jié)的具體頻率，以及確定具體的調(diào)節(jié)方式。假定某電力系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)動端電壓為U1，電磁轉(zhuǎn)動繞組轉(zhuǎn)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(guān)鍵所在。同時，進行電磁轉(zhuǎn)動的頻率繞組調(diào)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(zhuǎn)的情況出現(xiàn)。而在兩者同時加速的狀態(tài)下，控制電磁轉(zhuǎn)動后的頻率就可以始終保持電磁轉(zhuǎn)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(diào)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(zhuǎn)動頻率局域調(diào)節(jié)法

常見的電磁轉(zhuǎn)動頻率調(diào)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(zhuǎn)動頻率同步調(diào)節(jié)法一種，另一種則被稱為電磁轉(zhuǎn)動頻率局域調(diào)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(diào)節(jié)的過程。也就是說，在一定的時間內(nèi)，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(diào)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(nèi)，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(chǎn)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(jié)構(gòu)損耗值，按照實際的需求，對功率進行調(diào)整，確保頻率的大小是可控的。

4結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)潮流計算是穩(wěn)定風電場生產(chǎn)效率的核心辦法，其主要內(nèi)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(jīng)基本實現(xiàn)，對風電場內(nèi)部的內(nèi)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(nèi)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(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司大理局