[發(fā)明專利]提升大型新能源基地穩(wěn)定性的同步調(diào)相機(jī)選址方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110276122.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113158422A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王康;鄭天悅;李立;張青蕾;喬彥君;章海靜;鄧俊;夏楠;李樹(shù)芃;周倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;H02J3/16;H02J3/18;G06F113/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開(kāi)了一種提升大型新能源基地穩(wěn)定性的同步調(diào)相機(jī)選址方法。首先分別推導(dǎo)出單機(jī)新能源設(shè)備并網(wǎng)電路中新能源設(shè)備的端口導(dǎo)納模型和同步調(diào)相機(jī)的導(dǎo)納模型，并由此得出建立了含同步調(diào)相機(jī)的電力電子多饋入系統(tǒng)的交互模型，再通過(guò)矩陣攝動(dòng)理論與未考慮同步調(diào)相機(jī)的新能源系統(tǒng)對(duì)比，證明了加裝同步調(diào)相機(jī)后，系統(tǒng)的最小特征值增大，等效于提高了系統(tǒng)的廣義短路比，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；最后使用枚舉法確定安裝同步調(diào)相機(jī)的選址優(yōu)化以最大程度地提升大型新能源基地穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提升大型新能源基地穩(wěn)定性的同步調(diào)相機(jī)選址方法。

背景技術(shù)

隨著能源轉(zhuǎn)型工作的推進(jìn)，交流電網(wǎng)局部呈現(xiàn)出多電力電子設(shè)備饋入的形態(tài)，交流電網(wǎng)電壓支撐能力相對(duì)變?nèi)酰娋W(wǎng)表現(xiàn)出低短路比特征，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。尤其當(dāng)新能源基地裝機(jī)容量大且出力高時(shí)，容易引起電壓穩(wěn)定問(wèn)題，常需要加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)提高電壓維持能力。

目前電力系統(tǒng)中廣泛采用的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置主要有靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)和同步調(diào)相機(jī)(含異步同步調(diào)相機(jī)和同步同步調(diào)相機(jī))等，但SVC、STATCOM會(huì)與新能源設(shè)備之間可能會(huì)有較強(qiáng)耦合作用，導(dǎo)致系統(tǒng)存在振蕩風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，同步調(diào)相機(jī)具有更優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)電壓支撐能力與無(wú)功補(bǔ)償能力。但是，對(duì)于在大規(guī)模新能源饋入的電力系統(tǒng)中安裝同步調(diào)相機(jī)后的穩(wěn)定性分析方面，目前尚未有相關(guān)研究結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種提升大型新能源基地穩(wěn)定性的同步調(diào)相機(jī)選址方法，通過(guò)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，能夠給出適合當(dāng)前系統(tǒng)的最優(yōu)廣義短路比的同步調(diào)相機(jī)的選址，具有選址方案更加全面，能夠更大程度地提高系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種提升大型新能源基地穩(wěn)定性的同步調(diào)相機(jī)選址方法，其特征在于：對(duì)新能源基地電力系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，并計(jì)算現(xiàn)有新能源基地電力系統(tǒng)的廣義短路比值；根據(jù)新能源基地電力系統(tǒng)進(jìn)行的建模仿真以及系統(tǒng)中的所有變流器節(jié)點(diǎn)的情況，計(jì)算在建模仿真的基礎(chǔ)上在系統(tǒng)中不同節(jié)點(diǎn)加裝同步調(diào)相機(jī)得到的廣義短路比，把所有方案的廣義短路比值對(duì)比選出最優(yōu)的廣義短路比。

進(jìn)一步的，采用如下同步調(diào)相機(jī)的電力電子多饋入系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程求解廣義短路比：

其中，Q_red為電網(wǎng)接地拉普拉斯矩陣；為克羅內(nèi)克積運(yùn)算符號(hào)；τ為連接線路R/L比，ω₀為角速度；S_B為新能源設(shè)備的額定容量；Y_PED(s)為單個(gè)新能源設(shè)備的端口導(dǎo)納矩陣(此處以基于鎖相環(huán)的變流器為例)；n-p為系統(tǒng)中新能源設(shè)備的數(shù)量；S_SC為同步調(diào)相機(jī)額定容量；Y_SC(s)為同步調(diào)相機(jī)在全局參考系下的端口導(dǎo)納矩陣。

進(jìn)一步的，所述單個(gè)新能源設(shè)備的端口導(dǎo)納矩陣是基于鎖相環(huán)的變流器設(shè)定。

進(jìn)一步的，所述同步調(diào)相機(jī)在全局參考系下的端口導(dǎo)納模型為：

式中：