用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法、系统和介质与流程

1.本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于psd-bpa(电力系统分析程序)用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法、系统和介质。


背景技术：

2.目前海上风电机组布置情况，机组高压侧采用3～6台风电机组为一个联合单元接线方式，各联合单元以1回35kv集电线路接入220kv升压站，升压站配置1～2台升压变，升压站至陆上所采用海缆为1～2回。对于海上风电建模，由于风机数量过多，每一台风机单独建模，工程量偏大，对于用于无功补偿配置计算方面意义不大，需要对风场进行聚合性建模，在不影响无功补偿配置结果的基础上，减少重复繁杂的建模工作量。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法、系统和介质，以解决现有技术存在的缺陷，本发明可对风场进行聚合性建模，在不影响无功补偿配置结果的基础上，减少重复繁杂的建模工作量。
4.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法，包括：
6.对待建模的风场进行基础数据的收资，获得收资参数；
7.利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成若干个支路；所述联合单元为风场中多台风机联合工作时所在的同一条输送线路，所述输送线路末端连接海上升压变；
8.通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路进行聚合建模所需的参数，根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，构建得到海上风电系统的聚合模型。
9.进一步地，所述收资参数包括风机类型、单机容量、台数、风机箱变相关参数、海缆相关参数以及海上升压变相关参数。
10.进一步地，所述利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成若干个支路，具体为；
11.利用收资参数计算联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳：
[0012][0013][0014][0015]
[0016][0017][0018][0019][0020][0021]ii
＝i
i-1
iiꢀꢀ
(10)
[0022][0023]
式中，p
loss
表示联合单元总有功损耗；q
loss
表示联合单元总无功损耗；bc表示联合单元总电纳；pi表示每个联合单元的总有功损耗；qi表示每个联合单元的总无功损耗；b
ci
表示每个联合单元的总电纳；x
ci
表示每个联合单元的总容抗；pi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的有功损耗；qi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的无功损耗；ii表示联合单元第i台并联风机所在联合单元所通过的电流；ri表示联合单元第i台并联风机所在联合单元电阻；xi为联合单元第i台并联风机所在联合单元感抗；u为线电压；x
ci
为联合单元第i台并联风机所在联合单元容抗；p
wi
为联合单元第i台并联风机有功功率；ii为联合单元第i台并联风机所产生的电流；u
联合
为联合单元线电压；m为海上风电场联合单元个数；
[0024]
将所得到的p
loss
、q
loss
、bc平均分成若干个支路，如下所示：
[0025][0026][0027][0028]
式中，pd为平分后每条支路的有功损耗；qd为平分后每条支路的无功损耗；b
cd
为平分后每条支路的充电功率；n为平均分的份数。
[0029]
进一步地，所述通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路进行聚合建模所需的参数，具体为：
[0030]
通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路的电阻、电抗和电纳，并将支路的电阻、电抗和电纳标幺化，得到支路进行聚合建模所需的参数；计算公式如下所示：
[0031][0032]
[0033][0034][0035][0036][0037]
式中，rd为平分后每条支路的电阻；x
ld
为平分后每条支路的电抗；id为平分后每条支路的电流；r
d*
为平分后每条支路的电阻标幺值；x
ld*
为平分后每条支路的电抗标幺值；b
cd*
为平分后每条支路的电纳标幺值；p为平分后每条支路输送的有功功率；sb基准容量；ub为电压基准值。
[0038]
进一步地，所述根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据支路数量计算风机箱变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0039][0040][0041]
式中，x
w*
为单台风机箱变漏抗标幺值；x
lw*
表示nw台风机归并为w台后风机箱变所对应的漏抗标幺值，且w＝n；uk％为阻抗百分数；sw为单台风机容量；nw为风机总台数。
[0042]
进一步地，所述通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据收资参数计算海缆电阻标幺值、电抗标幺值、电纳标幺值以及海上升压变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0043][0044][0045][0046][0047][0048]
式中，r
s*
为海缆电阻标幺值；x
ls*
为海缆电抗标幺值；b
cs*
为海缆电纳标幺值；x
1*
为海上升压变高压侧漏抗标幺值；x
2*
为海上升压变低压侧漏抗标幺值；r为海缆单位长度电
阻；x
l
为海缆单位长度电抗；xc为海缆单位长度电感；ls为海缆长度；x
(1-2)
为变压器半穿越电抗；kf为分裂系数；s
t
为变压器容量。
[0049]
用于无功补偿配置的海上风电聚合建模系统，包括：
[0050]
收资参数获取模块：用于对待建模的风场进行基础数据的收资，获得收资参数；
[0051]
支路分解模块：用于利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成若干个支路；所述联合单元为风场中多台风机联合工作时所在的同一条输送线路，所述输送线路末端连接海上升压变；
[0052]
模型构建模块：用于通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路进行聚合建模所需的参数，根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，构建得到海上风电系统的聚合模型。
[0053]
进一步地，所述收资参数获取模块中，收资参数包括风机类型、单机容量、台数、风机箱变相关参数、海缆相关参数以及海上升压变相关参数。
[0054]
进一步地，所述支路分解模块中，利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成若干个支路，具体为；
[0055]
利用收资参数计算联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳：
[0056][0057][0058][0059][0060][0061][0062][0063]
pi＝3
×ii2
×ri
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0064]
qi＝3
×ii2
×
xiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0065]ii
＝i
i-1
iiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0066][0067]
式中，p
loss
表示联合单元总有功损耗；q
loss
表示联合单元总无功损耗；bc表示联合单元总电纳；pi表示每个联合单元的总有功损耗；qi表示每个联合单元的总无功损耗；b
ci
表示每个联合单元的总电纳；x
ci
表示每个联合单元的总容抗；pi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的有功损耗；qi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的无功损耗；ii表
示联合单元第i台并联风机所在联合单元所通过的电流；ri表示联合单元第i台并联风机所在联合单元电阻；xi为联合单元第i台并联风机所在联合单元感抗；u为线电压；x
ci
为联合单元第i台并联风机所在联合单元容抗；p
wi
为联合单元第i台并联风机有功功率；ii为联合单元第i台并联风机所产生的电流；u
联合
为联合单元线电压；m为海上风电场联合单元个数；
[0068]
将所得到的p
loss
、q
loss
、bc平均分成若干个支路，如下所示：
[0069][0070][0071][0072]
式中，pd为平分后每条支路的有功损耗；qd为平分后每条支路的无功损耗；b
cd
为平分后每条支路的充电功率；n为平均分的份数。
[0073]
进一步地，所述模型构建模块中：
[0074]
通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路进行聚合建模所需的参数，具体为：
[0075]
通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路的电阻、电抗和电纳，并将支路的电阻、电抗和电纳标幺化，得到支路进行聚合建模所需的参数；计算公式如下所示：
[0076][0077][0078][0079][0080][0081][0082]
式中，rd为平分后每条支路的电阻；x
ld
为平分后每条支路的电抗；id为平分后每条支路的电流；r
d*
为平分后每条支路的电阻标幺值；x
ld*
为平分后每条支路的电抗标幺值；b
cd*
为平分后每条支路的电纳标幺值；p为平分后每条支路输送的有功功率；sb基准容量；ub为电压基准值；
[0083]
根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据支路数量计算风机箱变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0084][0085][0086]
式中，x
w*
为单台风机箱变漏抗标幺值；x
lw*
表示nw台风机归并为w台后风机箱变所对应的漏抗标幺值，且w＝n；uk％为阻抗百分数；sw为单台风机容量；nw为风机总台数；
[0087]
通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据收资参数计算海缆电阻标幺值、电抗标幺值、电纳标幺值以及海上升压变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0088][0089][0090][0091][0092][0093]
式中，r
s*
为海缆电阻标幺值；x
ls*
为海缆电抗标幺值；b
cs*
为海缆电纳标幺值；x
1*
为海上升压变高压侧漏抗标幺值；x
2*
为海上升压变低压侧漏抗标幺值；r为海缆单位长度电阻；x
l
为海缆单位长度电抗；xc为海缆单位长度电感；ls为海缆长度；x
(1-2)
为变压器半穿越电抗；kf为分裂系数；s
t
为变压器容量。
[0094]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法的步骤。
[0095]
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法的步骤。
[0096]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0097]
本发明提出了用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法，本发明基于海上风电场总体的有功损耗、无功损耗、电纳保持不变的原则，对海上风电场总体的有功损耗、无功损耗、电纳进行了重新再分配，可对风场进行聚合性建模，在不影响无功补偿配置结果的基础上，减少重复繁杂的建模工作量，为后续海上风场接入系统进行无功补偿配置提供仿真模型支撑，以满足运行过程中无功就地平衡、工频过电压控制以及电压控制的要求，为海上风电并网工程提供技术支撑。
附图说明
[0098]
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0099]
图1为用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法示意图；
[0100]
图2为35kv线路各个联合单元风机接线图；
[0101]
图3为psd-bpa地理接线图中模拟仿真结果。
具体实施方式
[0102]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0103]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0104]
实施例一
[0105]
本发明提出了用于无功补偿配置的海上风电聚合建模方法。
[0106]
具体步骤流程如下：
[0107]
(1)对待建模的风场进行基础数据的收资，获得收资参数；
[0108]
(2)利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成多个支路(一般分为两个或四个)；
[0109]
(3)通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳，计算出支路的电阻、电抗、电纳值，并将其标幺化，作为支路进行聚合建模所需的参数；
[0110]
(4)根据支路数量计算风机箱变漏抗标幺值，作为风机箱变进行聚合建模所需的参数；
[0111]
(5)通过收资参数计算220kv或高电压等级海缆电阻标幺值、电抗标幺值、电纳标幺值以及海上升压变漏抗标幺值，作为海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数；
[0112]
(6)由支路进行聚合建模所需的参数、风机箱变进行聚合建模所需的参数以及海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，得到海上风电系统的聚合模型。
[0113]
所述步骤(1)中：针对电力系统仿真软件，对待建模的风场进行基础数据的收资，包括风机类型、单机容量、台数、风机箱变相关参数、35kv海缆参数(型号，场内连接拓扑，各段长度，以及单位长度的电阻、电抗、电纳参数)、海上升压变相关参数、220kv或高电压等级海缆参数(型号、各段长度，以及单位长度的电阻、电抗、电纳参数)；
[0114]
所述步骤(2)中：根据收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗、
电纳，并将其平均分成两个或四个联合单元；
[0115]
计算联合单元的总有功损耗、无功损耗、电纳：
[0116][0117][0118][0119][0120][0121][0122][0123]
pi＝3
×ii2
×ri
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0124]
qi＝3
×ii2
×
xiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0125]ii
＝i
i-1
iiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0126][0127]
式中，各变量含义如下：
[0128]
p
loss
：联合单元总有功损耗，kw。
[0129]qloss
：联合单元总无功损耗，kvar。
[0130]bc
：联合单元总电纳，s。
[0131]
pi：每个联合单元的总有功损耗，kw。
[0132]
qi：每个联合单元的总无功损耗，kvar。
[0133]bci
：每个联合单元的总电纳，s。
[0134]
x
ci
：每个联合单元的总容抗，ω。
[0135]
pi：联合单元第i台并联风机所在联合单元的有功损耗，kw。
[0136]
qi：联合单元第i台并联风机所在联合单元的无功损耗，kvar。
[0137]ii
：联合单元第i台并联风机所在联合单元所通过的电流，a。
[0138]ri
：联合单元第i台并联风机所在联合单元电阻，ω。
[0139]
xi：联合单元第i台并联风机所在联合单元感抗，ω。
[0140]
u：线电压，kv。
[0141]
x
ci
：联合单元第i台并联风机所在联合单元容抗，ω。
[0142]
p
wi
：联合单元第i台并联风机有功功率，kw。
[0143]ii
：联合单元第i台并联风机所产生的电流，a。
[0144]u联合
：联合单元线电压，kv。
[0145]
m：海上风电场联合单元个数。
[0146]
由公式(1)～(10)可知，联合单元的总有功损耗p
loss
等于每个联合单元的总有功损耗pi之和。联合单元的总无功损耗q
loss
等于每个联合单元的总无功损耗qi之和。联合单元的总容抗x
ci
等于每个联合单元的总容抗x
ci
之和。每个联合单元的总有功损耗pi等于，联合单元每台并联风机所在联合单元有功损耗pi之和。每个联合单元的总无功损耗qi等于，联合单元每台并联风机所在联合单元无功损耗qi之和。每个联合单元的总容抗x
ci
等于，联合单元每台并联风机所在联合单元容抗x
ci
之和。联合单元每台并联风机所在联合单元有功损耗pi，等于联合单元每台并联风机所在联合单元所通过的电流ii的平方与该段线路的电阻的乘积。联合单元每台并联风机所在联合单元无功损耗qi，等于联合单元每台并联风机所在联合单元所通过的电流ii的平方与该段线路的感抗的乘积。联合单元第i台并联风机所在联合单元所通过的电流ii等于第i台风机所提供的电流ii加上第i-1台并联风机所在联合单元所通过的电流i
i-1
。联合单元第i台并联风机所产生的电流ii等于，第i台并联风机的有功功率p
wi
除以根号三倍的线电压u。
[0147]
将所得到的p
loss
、q
loss
、bc平均分成多个支路。
[0148][0149][0150][0151]
式中，各变量含义如下：
[0152]
pd：平分后每条支路的有功损耗，kw。
[0153]
qd：平分后每条支路的无功损耗，kvar。
[0154]bcd
：平分后每条支路的电纳，s。
[0155]
n：平均分的份数。
[0156]
所述步骤(3)中，通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算出支路的电阻、电抗、电纳值，并将其标幺化；
[0157]
计算每条支路的电阻、电抗、电纳值，并将其标幺化。
[0158][0159][0160][0161]
[0162][0163][0164]
式中，各变量含义如下：
[0165]
rd：平分后每条支路的电阻，ω。
[0166]
x
ld
：平分后每条支路的电抗，ω。
[0167]
id：平分后每条支路的电流，a。
[0168]bcd
：平分后每条支路的电纳，s。
[0169]rd*
：平分后每条支路的电阻标幺值。
[0170]
x
ld*
：平分后每条支路的电抗标幺值。
[0171]bcd*
：平分后每条支路的电纳标幺值。
[0172]
p：平分后每条支路输送的有功功率。
[0173]
sb：基准容量，100mva。
[0174]
ub：电压基准值，kv。
[0175]
所述步骤(4)中，根据支路数量对风机箱变进行聚合建模所需的参数进行计算；
[0176][0177][0178]
式中，各变量含义如下：
[0179]
x
w*
：单台风机箱变漏抗标幺值。
[0180]
x
lw*
：nw台风机归并为w台后风机箱变所对应的漏抗标幺值，w＝n。
[0181]
uk％：阻抗百分数。
[0182]
sw：单台风机容量，mva。
[0183]
sb：基准容量，mva。
[0184]nw
：风机总台数。
[0185]
所述步骤(5)中，通过收资参数计算海缆电阻、电抗、电纳值以及海上升压变漏抗值；
[0186][0187][0188]
[0189][0190][0191]
式中，各变量含义如下：
[0192]rs*
：海缆电阻标幺值。
[0193]
x
ls*
：海缆电抗标幺值。
[0194]bcs*
：海缆电抗标幺值。
[0195]
x
1*
：升压变高压侧漏抗标幺值。
[0196]
x
2*
：升压变低压侧漏抗标幺值。
[0197]
r(ω/km)：海缆单位长度电阻。
[0198]
x
l
(ω/km)：海缆单位长度电抗。
[0199]
xc(ω/km)：海缆单位长度电感。
[0200]
ls：海缆长度。
[0201]
x
(1-2)
：变压器半穿越电抗。
[0202]
kf：分裂系数。
[0203]st
：变压器容量。
[0204]
所述步骤(6)中，根据支路、风机箱变、海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数计算海上风电系统无功损耗以及充电功率。
[0205]q充
＝sb×b*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(27)
[0206]q损
＝i
*2
×
x
*
×
sbꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(28)
[0207]q充
：系统充电功率，mvar。
[0208]q损
：系统无功损耗，mvar。
[0209]b*
：电纳标幺值。
[0210]
x
*
：电抗标幺值。
[0211]
应用实施例
[0212]
(1)对需要建模的风场进行基础数据的收资，风机类型、单机容量、台数、风机箱变相关参数、35kv海缆参数(型号，场内连接拓扑，各段长度，以及单位长度的电阻、电抗、电纳参数)、升压变相关参数、220kv或高电压等级海缆参数(型号、各段长度，以及单位长度的电阻、电抗、电纳参数)。
[0213]
(2)根据收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗、充电功率，并将其平均分成两或四个联合单元。
[0214]
表1联合单元1有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0215][0216][0217]
表2联合单元2有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0218][0219]
表3联合单元3有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0220][0221]
表4联合单元4有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0222][0223][0224]
表5联合单元5有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0225][0226]
表6联合单元6有功损耗、无功损耗、总电纳汇总
[0227][0228]
表7新支路统计表
[0229][0230]
(3)通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗、电纳等数据，计算出支路的电阻、电抗、电纳值，并将其标幺化。
[0231]
表8标幺值统计表
[0232][0233]
(4)根据支路数量对风机箱变进行聚合建模，得到风机箱变进行聚合建模所需的参数；
[0234]
本工程共有风机32台，其中13.6mw一台，8.5mw一台，6mw三十台。三种风机阻抗百分数分别为8％、10.5％，9％。根据公式(20)可以计算出三种风机的漏抗标幺值分别为0.476190476、1.166666667、1.417322835。根据公式(21)，当归并后的支路数量为2时，此时归并后的单台风机箱变漏抗为0.086254965。
[0235]
(5)通过收资参数计算220kv或高电压等级海缆电阻标幺值、电抗标幺值、电纳标幺值以及海上升压变漏抗标幺值，作为海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数。
[0236]
本工程共铺设单回51km的海缆，海缆参数见表9，海上升压变参数见表10。
[0237]
表9海缆参数
[0238][0239]
表10海上升压变参数
[0240][0241][0242]
根据公式(22)～(26)计算可以得到表11相关参数。
[0243]
表11海缆及海上升压变折算后参数
[0244][0245]
(6)支路、风机箱变、海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数计算海上风电系统无功损耗以及充电功率，对海上风电系统的聚合模型进行模拟仿真，仿真结果对比所计算出的无功损耗、充电功率，验证建模的准确性。
[0246]
根据公式(27)、(28)计算风电场理论无功数值，如表12所示。
[0247]
表12海缆及海上升压变折算后参数
[0248][0249]
通过计算数值在psd-bpa软件里进行建模，并对其进行模拟仿真，其仿真结果如图2所示。图2中单台风机无功损耗约为8.2mvar，约等于理论计算值8.62mvar，仿真结果35kv系统通过海上升压变后，无功为-40.4mvar，约等于理论计算值-42.92mvar，建模准确。
[0250]
(7)建模完成。
[0251]
实施例二
[0252]
用于无功补偿配置的海上风电聚合建模系统，包括：
[0253]
收资参数获取模块：用于对待建模的风场进行基础数据的收资，获得收资参数；所述收资参数包括风机类型、单机容量、台数、风机箱变相关参数、海缆相关参数以及海上升压变相关参数。
[0254]
支路分解模块：用于利用收资参数计算并汇总全部联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳，并将有功损耗、无功损耗以及电纳分别平均分成若干个支路；所述联合单元为风场中多台风机联合工作时所在的同一条输送线路，所述输送线路末端连接海上升压变；
[0255]
具体为；
[0256]
首先，利用收资参数计算联合单元的有功损耗、无功损耗以及电纳：
[0257][0258][0259][0260][0261][0262][0263][0264]
pi＝3
×ii2
×ri
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0265]
qi＝3
×ii2
×
xiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0266]ii
＝i
i-1
iiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0267][0268]
式中，p
loss
表示联合单元总有功损耗；q
loss
表示联合单元总无功损耗；bc表示联合单元总电纳；pi表示每个联合单元的总有功损耗；qi表示每个联合单元的总无功损耗；b
ci
表示每个联合单元的总电纳；x
ci
表示每个联合单元的总容抗；pi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的有功损耗；qi表示联合单元第i台并联风机所在联合单元的无功损耗；ii表示联合单元第i台并联风机所在联合单元所通过的电流；ri表示联合单元第i台并联风机所在联合单元电阻；xi为联合单元第i台并联风机所在联合单元感抗；u为线电压；x
ci
为联合单元第i台并联风机所在联合单元容抗；p
wi
为联合单元第i台并联风机有功功率；ii为联合单元第i台并联风机所产生的电流；u
联合
为联合单元线电压；m为海上风电场联合单元个数；
[0269]
然后，将所得到的p
loss
、q
loss
、bc平均分成若干个支路，如下所示：
[0270][0271][0272][0273]
式中，pd为平分后每条支路的有功损耗；qd为平分后每条支路的无功损耗；b
cd
为平分后每条支路的充电功率；n为平均分的份数。
[0274]
模型构建模块：用于通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路进行聚合建模所需的参数，根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，
通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，进而得到海上风电系统的聚合模型；
[0275]
其中，通过平分后每条支路的有功损耗、无功损耗以及电纳数据，计算支路的电阻、电抗和电纳，并将支路的电阻、电抗和电纳标幺化，得到支路进行聚合建模所需的参数；计算公式如下所示：
[0276][0277][0278][0279][0280][0281][0282]
式中，rd为平分后每条支路的电阻；x
ld
为平分后每条支路的电抗；id为平分后每条支路的电流；r
d*
为平分后每条支路的电阻标幺值；x
ld*
为平分后每条支路的电抗标幺值；b
cd*
为平分后每条支路的电纳标幺值；p为平分后每条支路输送的有功功率；sb基准容量；ub为电压基准值；
[0283]
根据支路数量计算风机箱变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据支路数量计算风机箱变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0284][0285][0286]
式中，x
w*
为单台风机箱变漏抗标幺值；x
lw*
表示nw台风机归并为w台后风机箱变所对应的漏抗标幺值，且w＝n；uk％为阻抗百分数；sw为单台风机容量；nw为风机总台数。
[0287]
通过收资参数计算海缆和海上升压变进行聚合建模所需的参数，具体为：根据收资参数计算海缆电阻标幺值、电抗标幺值、电纳标幺值以及海上升压变漏抗标幺值，计算公式如下：
[0288][0289]
[0290][0291][0292][0293]
式中，r
s*
为海缆电阻标幺值；x
ls*
为海缆电抗标幺值；b
cs*
为海缆电纳标幺值；x
1*
为海上升压变高压侧漏抗标幺值；x
2*
为海上升压变低压侧漏抗标幺值；r为海缆单位长度电阻；x
l
为海缆单位长度电抗；xc为海缆单位长度电感；ls为海缆长度；x
(1-2)
为变压器半穿越电抗；kf为分裂系数；s
t
为变压器容量。
[0294]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0295]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0296]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0297]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0298]
最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。