[發明專利]一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法

有效

• 申請號: 202310914368.8
• 申請日: 2023-07-25
• 公開（公告）號: CN116632948B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 束洪春;趙紅芳;許暢;代月;王廣雪;唐玉濤;楊永銀;韓一鳴;趙學專;張代汶;陳靖;楊宇棟
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;G06Q10/0637;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

1.一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其特征在于：

Step1：根據高比例新能源電力系統中新能源機組發電量和總發電量計算系統當前新能源滲透率；

Step2：在高比例新能源電力系統當前新能源滲透率下，將整個系統分為新能源機組側和交流電網側，建立x-y全局坐標系下，以電壓和電流為輸入輸出端口的交流電網側的頻域阻抗模型，依據電壓和電流的數據求解交流電網的線性化導納矩陣；

Step3：建立d-q局部坐標系下新能源機組側的頻域阻抗模型，通過坐標變換至x-y全局坐標系，依據電壓和電流的數據求解新能源機組的線性化導納矩陣；

Step4：根據交流電網和新能源機組的線性化導納矩陣，建立各新能源機組構成的電力電子單饋入系統的等效多輸入輸出反饋控制系統，根據回差矩陣得到等效反饋系統閉環特征方程；

Step5：依據各新能源場站短路比和等效反饋系統閉環特征方程的顯示關系計算各新能源場站短路比；

Step6：通過各新能源場站短路比與新能源場站臨界短路比的關系、同一電壓等級下新能源多場站短路比平均值和全網平均新能源多場站短路比臨界值的關系判斷新能源電力系統穩定性，若各新能源場站短路比小于新能源場站臨界短路比，則判定系統不穩定，需要運行人員調整新能源場站運行方式提高其新能源場站短路比；

Step7：若各新能源場站短路比大于新能源場站臨界短路比，計算新能源類型與參數差異的各新能源場站的新能源多場站短路比，若同一電壓等級下新能源多場站短路比平均值小于全網平均新能源多場站短路比臨界值，則判定系統不穩定，需要運行人員調整新能源場站運行方式提高其新能源多場站短路比；

Step8：若同一電壓等級下新能源多場站短路比平均值大于全網平均新能源多場站短路比，運行人員可增大新能源機組出力，跳轉到Step1；

Step9：直至各新能源場站短路比或同一電壓等級下新能源多場站短路比平均值達到臨界值，將此時的新能源滲透率作為系統新能源滲透率的邊界。

2.根據權利要求1所述的基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其特征在于：所述Step1中，新能源滲透率的計算公式為：

;

其中，為新能源發電出力，為常規電源發電出力。

3.根據權利要求1所述的基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其特征在于：所述Step2中，交流電網的線性化導納矩陣具體為：

;

其中，和是電流偏差量在x-y全局坐標系下的x軸分量和y軸分量，和是電壓偏差量在x-y全局坐標系下的x軸分量和y軸分量，是頻域變量，是交流電網的線性化導納矩陣，其中，，，是交流電網額定角頻率，是各新能源機組與交流電網側等效電源間的電感。

4.根據權利要求1所述的基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其特征在于，所述Step3具體為：

Step3.1：建立d-q局部坐標系下，以電壓和電流為輸入輸出端口的新能源機組側的頻域阻抗模型：

;

其中，和是電流偏差量在d-q局部坐標系下的d軸分量和q軸分量，和是電壓偏差量在d-q局部坐標系下的d軸分量和q軸分量，是新能源機組的線性化導納矩陣，其計算公式為：

;

其中，是新能源機組的額定功率，、、和為新能源機組電流對電壓擾動的響應；

Step3.2：通過坐標變換將d-q局部坐標系下新能源機組側的頻域阻抗模型轉化為x-y全局坐標系參與系統穩定性分析：

;

其中，是x-y全局坐標系與d-q局部坐標系相差相角；

Step3.3：以電壓和電流為輸入輸出端口，求解新能源機組的線性化導納矩陣。

5.根據權利要求4所述的基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其特征在于，所述Step4具體為：

Step4.1：基于Step3求解的交流電網和新能源機組的線性化導納矩陣和，建立各新能源機組構成的電力電子單饋入系統的等效多輸入輸出反饋控制系統，反饋控制系統中電壓偏差量會在新能源機組側導致電流偏差量改變，電流偏差量會在交流電網側影響電壓偏差量，反之亦然；

Step4.2：根據回差矩陣，建立等效反饋控制系統閉環特征方程：

;

其中，為矩陣的行列式。