[發明專利]一種基于新能源電站接入點靜態電壓穩定性評估方法

有效

• 申請號: 201810600723.3
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN110601250B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李升;馬亞楠
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;徐瑛

本發明公開一種基于新能源電站接入點靜態電壓穩定性評估方法，首先對風電場和光伏電站的發電功率進行日短期預測，選取氣象數據參數為輸入變量，光伏電站和風電場的有功功率為輸出，應用隨機森林算法分別建立風電場和光伏電站的發電功率預測模型，最終輸出風電場和光伏電站下一日功率預測值。在常規靜態電壓穩定指標IVSI基礎上，將風電和光伏的有功功率引入IVSI指標，得到改進后的NVSI指標，以監測風光出力波動性對新能源電站接入點的靜態電壓穩定性影響。由預測所得的風電場和光伏電站有功功率代入NVSI指標的計算結果，可評估下一日新能源電站接入電網點的靜態電壓穩定性，為預防控制提供依據，保障新能源電站和電網的安全穩定運行。

技術領域

本發明涉及一種基于新能源電站接入點靜態電壓穩定性評估方法，屬于新能源發電技術和電力系統穩定與控制技術領域。

背景技術

經濟發展所帶來的能源危機使得以風電、光伏為代表的新能源發電技術受到越來越多的重視。風電和光電具有分布廣泛、無污染等優點，其并網規模也在不斷擴大。截止到2017 年9月底，我國風電裝機容量達到157000MW、光伏發電裝機容量達到120000MW，兩者的比例達到1.3:1，其中，光伏電站94800MW，分布式光伏25620MW。由于地理位置的因素，我國風電資源豐富、光照強度較強的地區均集中在青海、新疆等地，因此建設大型光伏電站和風電場進行遠距離電力輸送已經成為風光發電的重要發展方向。

大規模風光電源接入對電力系統的電壓穩定問題逐漸成為關注的熱點，其中對電力系統靜態電壓穩定性的影響也是重要的研究方向。由于光伏電站和風電場出力受天氣影響較大，有功出力不穩定，并網后勢必會給電網調度、電能質量以及電力系統的穩定運行帶來影響。目前關于風光發電并網系統的靜態電壓穩定性研究主要有P-V曲線法、V-Q曲線法、靈敏度分析法和特征結構分析法等，從各個角度研究風光發電并網系統靜態電壓穩定性。

如中國專利(CN201710788835.1)公開了一種含風電場電力系統的節點電壓靜態穩定性評估方法，本發明具體提供了一種含風電場電力系統的節點電壓靜態穩定性評估方法。所述方法選取線性化處理后的電壓無功方程的降階雅克比矩陣的對角元素取值范圍為靜態電壓穩定性的可信性評估指標，并利用可信性反演理論和模糊模擬得到單次抽樣的節點電壓相對穩定性模糊評估矩陣。該專利對電力系統的節點電壓靜態穩定性提供了一種評估方法，但是存在誤差范圍大，測量精度不準確等缺點。

另外，風光出力的精準預測對靜態電壓穩定性也有重要的影響。光伏和風電的功率預測根據預測的時間尺度不同可分為4種類型，分別為長期預測、中期預測、短期預測、超短期預測，在本發明中采用短期功率預測，時間間隔為1h。已有的風力發電和光伏發電出力短期預測方法較多，如基于遺忘機制的在線序列極值學習機(FOS-ELM)的短期光伏功率預測，該算法可持續地利用新數據代替舊數據，訓練時間短、預測精度高。另外還有BP 神經網絡短期功率預測法，隨機森林算法短期功率預測法、支持向量機算法等。

新能源電站的短期功率預測通過氣象預報數據、風電場和光伏電站歷史運行數據、運行狀態數據等參數，預測風電出力和光伏出力變化趨勢，為電網安全、電力調度、電力運營帶來了積極的影響。通過結合靜態電壓穩定指標可分析風光波動性對電網穩定性產生的影響；根據預測所得有功出力值可及時調整調度計劃，改善電網調峰能力，減小旋轉備用容量；有助于發電企業科學安排檢修計劃，減少棄風棄光現象，提高企業效益；提升系能源在電力市場中的競爭力，改善傳統風光電源“價高質劣”的缺點。新能源電站的短期功率預測在丹麥、德國等很多風電高穿透率的電網中發揮著重要的作用，目前，世界范圍內的風電和光伏功率預測大多集中在對單一風電場和光伏電站的功率預測上，但僅有功率預測并不能很好滿足電網調度的需求，電力系統作為一個整體，其他電能參數的影響也較為重要。因此，將短期功率預測結合靜態電壓穩定指標可較好地分析風光出力波動對新能源電站接入點靜態電壓穩定的影響，為調度人員提供參考。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的風光出力波動對電網靜態電壓穩定性產生的影響，提供一種基于新能源電站接入點靜態電壓穩定性評估方法。