[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010409077.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111541280B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯奕;常平;戴劍豐;李海峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué);國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/46;H02J3/12
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發(fā)明針對(duì)大規(guī)模風(fēng)電集中并網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問(wèn)題，提出了一種考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率評(píng)估方法，首先利用風(fēng)電并網(wǎng)等值模型分析了風(fēng)電接入對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的影響機(jī)理，然后基于線(xiàn)路功率運(yùn)行曲線(xiàn)制定了靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的計(jì)算方法，通過(guò)在線(xiàn)采集電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而評(píng)估電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。評(píng)估流程以風(fēng)電等容量替換火電的方式對(duì)各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度進(jìn)行計(jì)算，以零為閾值循環(huán)計(jì)算得到風(fēng)電最大的替換容量，即為此時(shí)的風(fēng)電最大滲透率。采用本方法可以計(jì)及靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束對(duì)風(fēng)電最大滲透率的影響，能夠?yàn)轱L(fēng)電的最大消納及區(qū)域風(fēng)電的規(guī)劃提供重要依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源并網(wǎng)和電壓穩(wěn)定評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率評(píng)估方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電是目前發(fā)展最為成熟、經(jīng)濟(jì)效益最好的一種新能源發(fā)電技術(shù)。但風(fēng)速是不可控制的隨機(jī)變量,它直接影響了風(fēng)電場(chǎng)的有功出力和無(wú)功吸收，隨著風(fēng)電滲透率的逐漸增加，風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性的威脅也不斷增加。高比例風(fēng)電接入后，系統(tǒng)電壓會(huì)發(fā)生崩潰。因此在靜態(tài)電壓安全穩(wěn)定約束下，需要有效地評(píng)估某區(qū)域的風(fēng)電最大滲透率，為電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與調(diào)度控制提供依據(jù)，以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

目前針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的靜態(tài)電壓安全穩(wěn)定問(wèn)題，主要從風(fēng)電接入對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的影響機(jī)理、影響因素和緩解策略等三個(gè)方面展開(kāi)了研究。其中緩解策略往往首先需要構(gòu)建一種靜態(tài)電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)指標(biāo)，給出了緩解措施后，再比較指標(biāo)的變化情況。但對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行部門(mén)而言，不僅需要掌握改善電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的措施，也迫切需要掌握當(dāng)前電網(wǎng)所能接入的風(fēng)電最大比例，以便為電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和調(diào)度控制提供依據(jù)。如果能夠結(jié)合緩解策略中構(gòu)建的靜態(tài)電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束條件下，電力系統(tǒng)中風(fēng)電并網(wǎng)的最大容量評(píng)估方法，這將對(duì)風(fēng)電的最大消納及區(qū)域風(fēng)電的規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束條件下的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率的評(píng)估問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率的方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率評(píng)估方法，包括如下步驟：

步驟(1)，逐步增加風(fēng)電集中并網(wǎng)的容量，同時(shí)等容量替換出火電；

步驟(2)，對(duì)該電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，在線(xiàn)收集電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)；

步驟(3)，基于采集到的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)基于線(xiàn)路功率運(yùn)行曲線(xiàn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算出各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度L_i，從而得到整個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度a；

步驟(4)，以零為閾值，若a0，則返回步驟(1)繼續(xù)逐步增加風(fēng)電集中并網(wǎng)容量；若a≤0，則進(jìn)入步驟(5)；

步驟(5)，返回此時(shí)的風(fēng)電最大替換容量；

步驟(6)，根據(jù)滲透率計(jì)算公式計(jì)算得到靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束條件下的電網(wǎng)風(fēng)電最大滲透率。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：電網(wǎng)中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值U_i和相角θ_i、流過(guò)第n條線(xiàn)路末端節(jié)點(diǎn)j的視在功率S＝P+Q、以及此時(shí)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，其中，Q為流過(guò)支路末端節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率，P為流過(guò)支路末端節(jié)點(diǎn)的有功功率。

進(jìn)一步的，所述電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括線(xiàn)路阻抗Z_L為R_L+jX_L，首末端對(duì)地導(dǎo)納jB_L/2。