[發(fā)明專利]一種光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法、裝置及設(shè)備

在審

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• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115859659A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊杰;李詩旸;袁豪;孫鵬偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/16;H02J3/38;G06F119/02;G06F113/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉賢

本申請涉及一種光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法、裝置及設(shè)備，該光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法通過構(gòu)建光伏送出系統(tǒng)的第一仿真模型進(jìn)行仿真，獲取不同送電功率下每個(gè)匯集站的無功補(bǔ)償容量，之后在構(gòu)建光伏送出系統(tǒng)的第二仿真模型中設(shè)置不同送電功率下每個(gè)匯集站的無功補(bǔ)償容量進(jìn)行仿真，使得在仿真過程中光伏送出系統(tǒng)的電壓始終保持在合理區(qū)間，直至光伏送出系統(tǒng)的電壓失穩(wěn)，此時(shí)求解的光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限才能確保求解的結(jié)果準(zhǔn)確，解決了現(xiàn)有對光伏發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方式得到的結(jié)果不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及新能源電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)

光伏送電系統(tǒng)是由大規(guī)模的光伏發(fā)電場經(jīng)交流線路遠(yuǎn)距離送電，隨著送電功率水平上升，送電系統(tǒng)的電壓不斷降低，當(dāng)送電功率超過功率極限值時(shí)，送電系統(tǒng)將發(fā)生電壓失穩(wěn)，從而導(dǎo)致送電系統(tǒng)電壓崩潰，送電系統(tǒng)無法保持穩(wěn)定運(yùn)行。由此，準(zhǔn)確求解光伏送電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限功率，對光伏送電系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)和其運(yùn)行，等具有重要指導(dǎo)意義。

目前針對以同步機(jī)為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)，對電網(wǎng)采用機(jī)電暫態(tài)仿真是求解電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限功率的有效方法，而對于包含大量電力電子設(shè)備的光伏送電系統(tǒng)而言，機(jī)電暫態(tài)仿真無法準(zhǔn)確反映其特性，難以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。

相較而言，電磁暫態(tài)仿真具有更高的計(jì)算精度，但電磁暫態(tài)仿真無法直接獲得穩(wěn)態(tài)潮流結(jié)果，需要科學(xué)處理潮流初始化問題。求解光伏送電系統(tǒng)靜態(tài)功率的極限的思路是不斷增大輸送功率，直至發(fā)生電壓失穩(wěn)，發(fā)生失穩(wěn)時(shí)刻的功率即為靜態(tài)穩(wěn)定極限功率。采用電磁暫態(tài)仿真，對電力系統(tǒng)的潮流進(jìn)行初始化通常采用如下兩種方式：

一種方式是：初始時(shí)刻，發(fā)電機(jī)作為理想電壓源運(yùn)行。根據(jù)機(jī)電暫態(tài)仿真結(jié)果，為發(fā)電機(jī)(理想電壓源狀態(tài))賦予初始相位角，給定初始潮流，當(dāng)運(yùn)行至穩(wěn)態(tài)后，釋放發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁、調(diào)速等控制，電力系統(tǒng)即完成初始化，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。該方式對電力系統(tǒng)的潮流進(jìn)行初始化僅適用于同步發(fā)電機(jī)的初始化，而光伏發(fā)電場與同步發(fā)電機(jī)特性迥異，且該無法模擬光伏發(fā)電場的功率上升過程，無法完整地模擬光伏發(fā)電系統(tǒng)的失穩(wěn)過程。

另一方方式是：可采用光伏發(fā)電場站逐個(gè)直接并入電網(wǎng)的方法。對于光伏發(fā)電場的仿真，當(dāng)功率水平不高時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定裕度較高，抗擾動(dòng)能力較強(qiáng)，當(dāng)發(fā)生有功功率或電壓的波動(dòng)時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)可保持穩(wěn)定，因此對光伏發(fā)電系統(tǒng)的啟動(dòng)過程要求不高。而當(dāng)用于求解光伏發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限時(shí)，由于接近功率極限時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力變差，必須保證光伏發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)過程平滑，減小擾動(dòng)，才能準(zhǔn)確的求解靜態(tài)穩(wěn)定極限。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供了一種光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法、裝置及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有對光伏發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方式得到的結(jié)果不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

一種光伏送出系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法，該光伏送出系統(tǒng)包括若干個(gè)通過交流線路連接的匯集站，每個(gè)所述匯集站包括具有動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的光伏場站，該靜態(tài)穩(wěn)定極限求解方法包括以下步驟：

基于電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)模型對所述光伏送出系統(tǒng)構(gòu)建第一仿真模型和第二仿真模型，采用所述第一仿真模型對所述光伏送出系統(tǒng)進(jìn)行仿真獲取所述光伏送出系統(tǒng)的最大送電功率，以及獲取在所述最大送電功率下采用所述第一仿真模型對所述光伏送出系統(tǒng)進(jìn)行仿真獲取每個(gè)匯集站的無功補(bǔ)償容量，得到第一無功補(bǔ)償容量集合；

基于第一送電功率、第二送電功率、第三送電功率和第四送電功率，采用所述第一仿真模型對所述光伏送出系統(tǒng)進(jìn)行仿真獲取對應(yīng)送電功率下每個(gè)匯集站的無功補(bǔ)償容量，得到第二無功補(bǔ)償容量集合、第三無功補(bǔ)償容量集合、第四無功補(bǔ)償容量集合和第五無功補(bǔ)償容量集合；