[發明專利]一種通過海底電纜互聯的海洋微電網群等值建模方法

有效

• 申請號: 201810842318.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108964044B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 張安安;程銘;趙雪兵;黃璜;李茜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明的目的是針對現有的海洋微電網群外網等值研究的不足，提供一種通過海底電纜互聯的海洋微電網群等值建模方法，其特點是針對海底電纜參數變化情況和有限的數據交換，建立海洋微電網的統一外網等值電路，并基于協方差理論建立外網等值電路的參數估算方程；再根據采樣點的采樣時間與當前時間的距離來建立權重函數，將權重函數與等效參數估算方程相結合，根據一段時間內連接點的電壓和電流的量測值，進而求解出等值電路的等值參數，所得等值電路即為海洋微電網外網等值電路。本發明提供了一種數學嚴謹的分析模型，在有限的數據交換和海底電纜參數變化情況下實現外網等值，對內網運行特性變化的適應能力強，等值效果好。

技術領域

本發明涉及電力系統靜態等值技術領域，特別涉及一種通過海底電纜互聯的海洋微電網群等值建模方法。

背景技術

目前，越來越多的海洋微電網，如海洋可再生能源場、全電動船舶、海洋油氣平臺等相互連接，用以提高能源利用效率、更好地控制排放。不同類型的海洋微電網與“即插即用”功能的互連也變得越來越流行。因此，為了實現功能評估與相連海洋微電網系統運行特性分析，需要建立一個完整的海洋微電網模型。然而，由于這些海洋微電網相隔較遠，且海洋環境惡劣多變，因此很難收集各局部微電網的詳細數據來建立完整海洋微電網模型。在局部微電網模型和狀態信息未知的情況下，對于某個特定的海洋微電網或者重點研究的內部電網而言，外部系統或外網是一個“黑箱”。因此，在只有內網數據的情況下，如何實現“黑箱”外網的有效等值，成為保證內網特性分析準確性的關鍵問題。

現有外網等值建模研究目前只針對陸地電網，而陸地外網等值建模較復雜，需要測量點值較多，且陸地電網通過輸電線相連，在外網等值分析中，認為輸電線路的參數是不變的，即不考慮輸電線路參數的變化對等值效果的影響。顏偉,李世明,陳俊,盧建剛,郭琳,李欽,趙霞.基于內網實測信息的兩端口外網靜態等值參數估計方法[J].中國電機工程學報,2011,31(13):101-106；劉志文,劉明波.基于Ward等值的多區域無功優化分解協調算法[J].電力系統自動化,2010,34(14):63-69.而海洋微電網之間通過海底電纜相連，采用長距離海底電纜傳輸電力時，不僅會如普通陸地輸電線一樣消耗一定的有功功率造成網損，還因海底電纜較大的電容效應，使得通過海底電纜的無功功率對電壓的變化尤為敏感，但是更為重要的是海纜的參數會隨著老化而改變，當海纜參數發生改變時，可能會影響整個海上系統的性能。M.Runde,R.Hegerberg,N.Magnusson,E.Ildstad and T.Ytrehus,Cavity formation in mass-impregnated HVDC subsea cables-mechanisms andcritical parameters,in IEEE Electrical Insulation Magazine,vol.30,no.2,pp.22-33；Kolstad M L,Atle Rygg,Sharifabadi K,et al.Integrating OffshoreWind Power and Multiple Oil and Gas Platforms to the Onshore Power Grid UsingVSC-HVDC Technology[J].Marine Technology Society Journal,2014,48(48):31-44(14)。因此提出一種考慮海底電纜參數變化的海洋微電網群等值建模方法顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是針對現有的海洋微電網群外網等值研究的不足而提供一種通過海底電纜互聯的海洋微電網群等值建模方法。該方法在有限的數據交換和海底電纜參數變化情況下，基于公共連接點(PCC)測量數據的統計算法來估計海底電纜和海洋微電網完整等效模型，以滿足“即插即用”功能，并針對該等值模型建立了海洋微電網的統一外網等值電路，基于協方差理論對其等效阻抗和等值電流源進行了估算。此外，等效阻抗可以反映海洋微電網的響應特性，因此可以用于實時控制。

本發明所提出的通過海底電纜互聯的海洋微電網群等值建模方法包括以下實現方法及步驟：

(1)海洋微電網群分類