一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.018

湖南电力 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 117-123.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.018

一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法

贺广零¹, 屈俊辉², 叶世顺¹, 樊秋敏², 王统¹, 方琦淋²

1.湖南三一智慧新能源设计有限公司,湖南长沙 410199;
2.长沙理工大学,湖南长沙 410114

收稿日期:2024-05-30 修回日期:2024-07-01 出版日期:2024-10-25 发布日期:2024-11-06
通信作者: 叶世顺(1975),男,高级工程师,主要从事新能源电气设计与规划研究工作。
作者简介:贺广零(1982),男,高级工程师,主要从事新能源电气设计与规划研究工作。
基金资助:
湖南三一智慧新能源设计有限公司科技项目（000002012855）

A Method of Wind Farms Limit Capacity Increase Considering Influence of Environmental Temperature and Wind Speed

HE Guangling¹, QU Junhui², YE Shishun¹, FAN Qiumin², WANG Tong¹, FANG Qilin²

1. Hunan Sany Smart New Energy Design Co., Ltd., Changsha 410199, China;
2. Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China

Received:2024-05-30 Revised:2024-07-01 Online:2024-10-25 Published:2024-11-06

摘要/Abstract

摘要： 当前风电场送出容量计算中只考虑了风速的影响没有考虑环境温度的作用,且对架空导线极限载流量的分析没有考虑风电特殊的工作环境,造成风电场线路输送资源的浪费,因此提出一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法,最大化开发利用风电资源。首先,在传统风机出力模型的基础上增加环境温度的影响,改进风机出力模型;然后,通过架空导线热平衡方程,建立考虑环境温度和风速共同影响的导线极限载流模型;最后,通过绘制风电场风机总出力曲面和导线极限载流曲面在环境温度和风速坐标系内的分布情况,将风机出力与导线极限载流特性进行匹配,得到风电场最大可允许的输出容量。仿真结果表明,相同导线截面的风电送出线路有一定的输送功率裕度,确定风电场极限输送容量、提高风电场的经济效益对指导风电场增容具有重要意义。

关键词: 风电场, 架空导线载流特性, 风机出力特性, 极限增容

Abstract: At present, only the influence of wind speed is considered in the calculation of the transmission capacity of wind farms, and the influence of ambient temperature is not considered.In the analysis of the ultimate current carrying capacity of overhead conductors,the special working environment of wind power is not considered, resulting in the waste of wind farm line transmission resources. Therefore, this paper proposes a method to increase the capacity of wind farms considering the influence of ambient temperature and wind speed to maximize the development and utilization of wind power resources. Firstly, the influence of ambient temperature is added on the basis of the traditional turbine output model, and the turbine output model is improved. Then, through the overhead conductor thermal balance equation, the ultimate current-carrying model of the conductor considering the combined influence of ambient temperature and wind speed is established. Finally, by drawing the distribution of the total output surface of the wind turbine and the ultimate current-carrying surface of the conductor in the coordinate system of ambient temperature and wind speed, the output of the wind turbine is matched with the limiting current-carrying characteristics of the conductor to obtain the maximum allowable output capacity of the wind farm. The simulation results show that the wind power transmission line with the same conductor cross-section has a certain transmission power margin, and the paper method can determine the ultimate transmission capacity of the wind farm and improve the economic benefits of the wind farm, which is of great significance for guiding the capacity increase of the wind farm.

Key words: wind farms, current-carrying characteristics of overhead conductors, turbine output characteristics, limit capacity increase

中图分类号:

TM614

贺广零, 屈俊辉, 叶世顺, 樊秋敏, 王统, 方琦淋. 一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法[J]. 湖南电力, 2024, 44(5): 117-123.

HE Guangling, QU Junhui, YE Shishun, FAN Qiumin, WANG Tong, FANG Qilin. A Method of Wind Farms Limit Capacity Increase Considering Influence of Environmental Temperature and Wind Speed[J]. Hunan Electric Power, 2024, 44(5): 117-123.

参考文献

[1] 国家能源局. 国家能源局发布2023年全国电力工业统计数据[EB/OL].(2024-01-26）[2024-05-30].https://www.‍nea.gov.cn/2024-01/26/c_1310762246.htm.
[2] 国家能源局.关于积极推动新能源发电项目能并尽并、多发满发有关工作的通知[EB/OL].(2021-10-20)[2024-05-30].https://www.nea.gov.cn/2021-10/20/c_1310257171.htm.
[3] 国家发展改革委, 国家能源局.关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知[EB/OL].(2019-01-10)[2024-05-30].https://www.nea.gov.cn/2019-01/10/c_137731320.htm.
[4] 向加佳, 刘顺成, 周灿. 采用盒式鲁棒优化的并网光伏电站极限容量计算 [J]. 湖南电力, 2019, 39 (4): 27-30.
[5] 中国电力工程顾问集团有限公司, 中国能源建设集团规划设计有限公司.电力工程设计手册-架空输电线路设计[M].北京:中国电力出版社, 2019.
[6] 楼贤嗣, 王橹裕, 郭创新, 等.考虑输电线路动态增容的增强型安全约束最优潮流[J].电力系统自动化,2019,43(18):26-34.
[7] 严伯伦, 谢红刚, 杨明. 微气象分析与载流量预测结合的动态线路增容方法[J]. 电力系统及其自动化学报,2022,34(12):137-144.
[8] 张成炜, 林瑞宗, 张宁宇. 考虑动态增容效应的陆上风电场送出线路截面优化方法[J]. 电力工程技术,2019,38(4):86-91.
[9] 赵乔, 张锐, 宋雄,等.贵州省风光资源分布及出力特性分析[J]. 水力发电, 2022,48(12):81-86,91.
[10] 刘金曼, 王海云, 叶峰. 基于温度归一化的风电机组发电量模型研究[J]. 太阳能学报, 2018, 39(8): 2163-2168.
[11] 孙立军. 基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究[D].兰州:兰州交通大学, 2021.
[12] 王煦, 党朋, 施楠楠, 等. 架空导线电阻温度系数测试与计算研究[J]. 电线电缆, 2022(4):28-31,52.
[13] 王天正, 朱石晶, 郭瑞宙,等.山西平鲁败虎堡风电场并网线动态载流量研究[J].电网技术,2016,40(5):1400-1405.
[14] 曲名新, 邓少平, 翟学,等.基于电-热-流多场耦合仿真的海底电缆载流量分析[J].电力勘测设计,2022(7):17-24.
[15] 秦嘉南, 房岭锋, 盛戈皞,等.基于风机功率和导线载流特性动态匹配的风电场出线增容[J].高压电器,2015,51(6):9-14,19.
[16] 王喜全, 潘臻, 苏军虎.基于就地数据采集模型的架空输电线路动态增容方法[J].信息技术,2023,47(8):142-147.
[17] 骆书剑, 王锐, 黄振,等.架空线路动态增容等效换热稳态模型的误差分析及改进[J].电工电能新技术,2021,40(11):72-80.
[18] 罗正亮, 刘怀西, 张敏,等.考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑动态优化方法[J].分布式能源,2023,8(4):63-72.
[19] 张树森, 孙建超, 江华华,等.基于无线传感器的架空配电线路动态增容系统研究[J/OL].电测与仪表,1-8.(2024-05-21)[2024-07-01].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20240520.1442.002.html.
[20] 夏令志, 程洋, 操松元,等.一种计及实时环境信息的架空输电导线动态载流量计算方法[J].中国测试,2023,49(增刊2):38-43.

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A Method of Wind Farms Limit Capacity Increase Considering Influence of Environmental Temperature and Wind Speed

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[1]	叶世顺, 屈俊辉, 舒冬, 樊秋敏, 王统, 方琦淋. 风电场导线经济截面计算方法[J]. 湖南电力, 2024, 44(4): 34-39.
[2]	郭春岭, 蔡国洋, 单馨, 牛超. 基于GOOSE通信的风电场快速调压控制策略研究[J]. 湖南电力, 2022, 42(5): 29-35.