[發(fā)明專利]光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的評估方法

有效

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• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109861293B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 田春箏;劉萬勛;邵紅博;蔣小亮;司瑞華;于琳琳;張麗華;賈鵬;李甜甜;秦亮;劉開培
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院;武漢大學;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 鄭州知己知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41132
• 代理人: 裴景陽

本發(fā)明公開了一種光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的評估方法，該方法的目的在于辨認對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響最大的不確定因素；其實施步驟包括包含光伏的電力系統(tǒng)小信號建模，包括光伏的不確定性模型和光伏出力相關(guān)性的處理；然后基于全局靈敏度對電力系統(tǒng)中的不確定因素進行排序，利用一階靈敏度指標和總靈敏度指標對光伏不確定性的影響進行評估；該方法可以準確對電力系統(tǒng)中的不確定性因素進行排序，從而提高不確定性分析的效率，并且適用于如電力市場、風電波動、預測誤差和參數(shù)偏差導致的不確定性因素排序，能夠為電力系統(tǒng)規(guī)劃與運行控制中儲能及備用的安裝、光伏并網(wǎng)點及容量的選取、概率小信號穩(wěn)定性分析提供基礎。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中穩(wěn)定性分析的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的評估方法。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電作為可再生能源發(fā)電的主要形式，近年來在電力系統(tǒng)中的裝機容量不斷增大，在我國部分地區(qū)，光伏裝機容量在本地區(qū)年度最大全口徑負荷的占比已經(jīng)超過50％，成為該地區(qū)發(fā)電主力，對區(qū)域電網(wǎng)有著重要影響，應當引起重視。光伏對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響主要體現(xiàn)在：1)光伏的零慣量特性將造成電力系統(tǒng)慣量減少，從而影響特征根的分布；2)光伏控制器將影響到系統(tǒng)阻尼；3)光伏發(fā)電改變了系統(tǒng)的潮流分布，影響到交流同步發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)矩從而影響系統(tǒng)阻尼。

隨著光伏裝機容量的增加，電力系統(tǒng)中的不確定性也在增加，這種不確定性可能由電力市場、出力預測誤差及光伏出力間歇性特性引起。光伏出力的不確定性將影響到潮流分布從而對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，而傳統(tǒng)研究大多忽略這種不確定性，僅針對特定場景分析。在電力系統(tǒng)規(guī)劃及魯棒性分析中，考慮此類不確定性因素，并且找出影響最大的不確定因素是必要的。

近年來，一些概率理論被應用于電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析，這些方法主要分為三類：基于數(shù)字模擬的蒙特卡羅方法、基于卷積和半不變量理論的解析方法以及基于統(tǒng)計理論的估計法。隨著不確定性度的增加，考慮所有不確定性來計算概率小信號穩(wěn)定性的計算量將非常大。實際上，并非所有不確定性都會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，忽略這些不重要的不確定性因素可以提高計算效率。因此，在進行系統(tǒng)規(guī)劃和分析時，辨認最有影響力的不確定因素值得研究。

在作者為葛景,都洪基,趙大偉的文獻《光伏電站接入對多機電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響分析》其通過特征值靈敏度分析,驗證了光伏電站不同接入位置、接入容量對于區(qū)間低頻振蕩模式的影響，但是采用的是局部靈敏度，無法判斷光伏出力不確定性的影響；在作者為Hasan K N,Preece R,Milanovic J V.的文獻《Priority Ranking of CriticalUncertainties Affecting Small-Disturbance Stability Using SensitivityAnalysis Techniques》中對比了不同靈敏度分析方法在評估不確定因素對小信號穩(wěn)定性的影響中的精確度和效率，但是沒有考慮光伏出力相關(guān)性的影響。

另外，靈敏度分析是評估不同參數(shù)影響重要性程度的有力工具，被廣泛應用于電壓穩(wěn)定評估和控制器設計等，靈敏度分析方法可以分為全局靈敏度和局部靈敏度分析。其中局部靈敏度分析只檢驗單個參數(shù)的變化對模型結(jié)果的影響程度，而全局靈敏度可以辨認一系列不確定性因素中最有影響力的因素，本發(fā)明將全局靈敏度分析應用于光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的重要性測度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的評估方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響最大的不確定因素難以辨認等問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種光伏不確定性對電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的評估方法，包括以下步驟：

S1：光伏建模，建立起包含阻尼控制器的光伏系統(tǒng)動態(tài)模型，將其線性可以得到光伏的小信號模型；