[發明專利]適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法及安全性評估系統

有效

• 申請號: 202010523624.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111537839B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 趙晉泉;朱堯靚;潘爾生;李暉;蔣維勇;王菲;許德操;彭飛;田旭;劉飛;索之聞;李志青;張君;王世斌;侯勝林
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網經濟技術研究院有限公司;國網青海省電力公司;國網青海省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法及安全性評估系統，屬于電力系統電壓穩定評估的技術領域。本發明考慮了高比例新能源送端電網故障后具有暫態過電壓特性，分別在單一故障和多故障集下，構建了基于多二元表的局部和全局暫態電壓合格性指標和暫態壓升嚴重性指標，能夠方便準確地對高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性進行評估。

技術領域

本發明涉及電力系統電壓穩定評估方法，尤其涉及一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法，同時還涉及一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估系統。

背景技術

風能、太陽能等新能源資源與負荷中心間的“逆向分布”特性決定了通過特高壓直流實現新能源大規模高效外送的輸電格局。新能源通過電力電子裝置并網、大規模匯集集中接入直流近區送端電網的結構導致系統穩定特性發生了巨大的變化，系統暫態電壓失穩風險增大。當發生直流閉鎖、換相失敗等故障時，換流站與電網間交換無功的大幅波動會引發換流站及其近區電網電壓的劇烈變化，送端電網呈現暫態過電壓特性。由于電力電子裝置耐過電壓能力較弱，在直流故障后的過壓暫態過程中，新能源可能產生連鎖高壓脫網現象。調查西北新能源基地近幾年發生的多起大規模新能源機組脫網事故可發現，因新能源高壓脫網損失的出力總量已經大于因低壓脫網損失的出力總量，暫態過電壓安全穩定問題日益突出，亟需對高比例新能源送端電網故障后以高電壓為特征的暫態電壓進行安全性評估。

目前，用于對電力系統暫態電壓安全穩定性進行評估的指標大致可以分為兩大類。第一類指標的構建基于對故障本身的特征提取。文獻一《暫態電壓穩定的模型要求和快速判斷》(電力系統自動化，1995年第19卷第12期第11頁)通過分析不同故障切除時間下感應電動機轉矩和滑差的變化，提出面向暫態電壓穩定的故障臨界切除時間的概念，并給出了暫態電壓失穩判據。在此基礎上，文獻二《基于暫態電壓穩定指標的動態無功優化配置方法》(電力系統自動化，2009年第33卷第14期第17頁)將故障臨界切除時間作為暫態電壓穩定性的衡量指標。該類指標的計算量較大且無法應用于直流閉鎖等沒有故障切除時間概念的故障形式。第二類指標的構建基于對故障下系統狀態變量即電壓的受擾軌跡的特征提取。文獻三《暫態電壓穩定性及電壓跌落可接受性》(電力系統自動化，1999年第23卷第14期第4頁)提出用一組固定的電壓跌落的門檻值及其對應的最大可接受持續時間構成多個二元表來判別節點暫態電壓跌落是否安全。文獻四《一種量化評估暫態電壓穩定性的指標與方法》(電力自動化設備，2015年第35卷第10期第151頁)以單二元表實際工程判據為基礎，對故障后電壓響應曲線越限部分的面積進行積分計算，并考慮多故障集的影響，分別提出針對節點和系統的電壓暫降指標。文獻五《采用多二元表判據的實用暫態電壓穩定裕度指標研究》(中國電機工程學報，2018年第38卷第14期第4117頁)進一步對不同電壓跌落程度賦予不同權重，提出一種基于多二元表和加權積分的實用暫態電壓穩定裕度指標。此外，文獻六《交直流混聯系統電壓穩定在線評估體系》(電網技術，2014年第38卷第5期第1175頁)分析指出對于無短路沖擊的大規模潮流轉移類故障，暫態和靜態電壓穩定性問題具有相似性，可用靜態電壓穩定性指標來評估暫態電壓穩定性，該方法易于在線實現，但無法刻畫電網故障演化過程中的電壓的變化及其帶來的影響。

以上暫態電壓安全性評估指標均以受端電網為研究對象，考慮故障后以低電壓為特征的暫態電壓過程。目前很少有針對新能源送端電網的、考慮故障后以高電壓為特征的暫態電壓安全性指標。

發明內容

發明目的：為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法，本發明的另一目的是提供一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估系統，能夠方便準確地對高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性進行評估。

技術方案：一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法，包括如下步驟：

(1)收集待評估高比例新能源送端電網的參數數據，構建待評估高比例新能源送端電網的系統仿真模型；