[發明專利]一種計及電壓穩定的多源系統分區方法

無效

• 申請號: 201410504657.1
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104242308A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 魏煒;李佳龍;曾沅
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明屬于電力系統電壓穩定分析領域，以及含多種電源的電力系統規劃領域。

背景技術

積極發展可再生能源技術，優化調整能源結構，有著非常重要的意義。包括風電、光伏發電等的多種電源接入系統并網發電已經成為一種趨勢。電壓穩定性問題的研究也已經成為研究系統穩定性問題的重要分支，實現額定電壓下系統的無功平衡是系統運行的重要目標之一，是維持系統電壓穩定性的關鍵。風電、光伏等新能源接入電力系統后，較單一常規電源接入系統的情況，由于本身出力特性的不同，系統潮流分布、節點電壓等參數會因此受到影響，進行專門的電壓穩定性分析很有必要。

對于電力系統中常規電源的研究早已開展，而對于風電、光伏等多種電源的研究目前主要集中于潮流計算中的建模，無功功率及電壓控制，電能質量等方面。在電壓穩定分析與控制方面，電網分區控制的概念為電壓穩定控制提供了有效思路，目前已經存在一些電力系統的分區方法。然而，在多源系統方面，目前還沒有一種對多種電源進行較為詳細建模且綜合考慮多源出力及負荷的波動性的電壓穩定分區方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于全時間框架及無功電壓靈敏度的分析方法，用以對含可再生能源電源(包括大型風電場及光伏電站)及常規電源的多種電源系統進行計及電壓穩定的智能分區。該方法求得多源共同接入的電力系統中電壓穩定薄弱區域的分布，進而對薄弱區域進行針對性的無功補償，實現無功功率就地平衡，為電壓穩定控制提供依據。本發明能夠綜合考慮多種電源出力特性及負荷波動性，有助于有效地提高含多種電源電力系統的電壓穩定性。

為了解決上述技術問題，本發明一種計及電壓穩定的多源系統分區方法，包括下列步驟：

步驟一、以某段時間為研究對象，在時間段內以相同時間間隔選取若干個時間斷面；

步驟二、對于第一個時間斷面，根據系統總有功負荷曲線得到該時間斷面系統總負荷值，在此基礎上對各節點負荷進行增長；根據發電計劃曲線得到該時間斷面常規發電機的有功出力，根據有功出力預測曲線得到該時間斷面風電及光伏的出力，對多種電源進行出力增長與分配；此過程持續進行，直到到達系統靜態電壓穩定臨界點；

步驟三、進行模態分析，求解該時間斷面的電壓穩定最薄弱節點并記錄；

步驟四、按照步驟二和步驟三，遍歷所有的時間斷面，并對所有時間斷面下記錄的最薄弱節點進行篩選，得到出現頻率最大的薄弱節點，作為全時間尺度薄弱節點；

步驟五、對步驟四所得各薄弱節點出現頻率數據進行匯總求解結果為全時間尺度薄弱節點所對應的時間斷面，并在這些時間斷面下按照無功電壓靈敏度關系分別求取薄弱區域，將所求得的這些薄弱區域取交集，剔除接線上沒有聯系的節點，形成全時間框架下的薄弱區域。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明針對多種電源接入的電力系統，進行計及電壓穩定的薄弱區域的劃分。本發明提出的全時間框架電壓穩定薄弱區域分析方法，能夠綜合考慮包括風電、光伏的非常規電源出力波動性以及負荷的變動性，切合多源系統實際運行情況。電壓穩定薄弱區域的求取對于改善系統電壓穩定具有重要的指導意義，能夠給出具有針對性的無功補償安裝方式，能夠較好地提高多源系統電壓穩定裕度，對于多源系統的電壓穩定監視與控制以及保證系統電壓穩定性具有重要的意義。對于作為研究對象的時間以及時間間隔，可以根據風電場及光伏電站規劃的需要以及出力波動的情況進行有代表性地選擇，從而能夠計算出具有實際指導意義的電壓穩定薄弱區域的分布情況。

附圖說明

圖1是本發明計及電壓穩定的多源系統分區方法整體實施流程圖；

圖2是本發明中電壓穩定臨界點(SNB點)示意圖；

圖3是本發明實例的系統接線網絡示意圖；

圖4是圖3所示實例的系統分區結果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述。

現以圖3所示的系統接線網絡為例，詳細說明本發明提出的一種計及電壓穩定的多源系統分區方法，包括如下步驟，其實施流程圖如圖1所示。

步驟一：以某段時間為研究對象，在時間段內以相同時間間隔選取若干個時間斷面。

在本實例的全時間框架分析中，作為研究對象的時間段T選為24小時，ΔT取1小時，則所抽取的時間斷面數m＝24，每一個時間斷面T_i(i＝0,1,…,m-1)；