[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

本發明涉及一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，屬于電力系統安全穩定分析技術領域。在系統當前新能源滲透率下，本發明首先建立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。若各新能源場站短路比大于臨界短路比，求解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大于全網平均多新能源短路比，則增大新能源機組出力，提高新能源滲透率，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。

技術領域

本發明涉及一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，屬于電力系統安全穩定分析技術領域。

背景技術

保證大規模接入的以風電、光伏為代表的新能源機組安全高效消納是構建新型電力系統的必經之路。新能源滲透率是制約新型電力系統調節能力和抗擾動能力的重要運行邊界，電力系統運行特性因新能源滲透率增加而愈加復雜。為提升新能源消納能力、降低其大規模接入對電網運行特性的影響，準確評估系統可承載的新能源極限規模具有重要意義。針對新能源承載規模受限于多維約束，模型計算復雜度過高，難以滿足實時性的要求。國家強制性標準GB38755-2019《電力系統安全穩定導則》中指出新能源場站短路比應達到合理水平，因此本發明提出了基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，其通過建立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。若各新能源場站短路比大于臨界短路比，求解新能源多場站短路比，當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多新能源短路比，則增大新能源機組出力，提高新能源滲透率，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。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，用以解決動態、準確評估系統可承載新能源極限規模的問題。

本發明的技術方案是：一種基于廣義短路比的新能源滲透率邊界確定方法，主要包括新能源場站短路比計算、新能源多場站短路比計算以及系統穩定判別3個部分。首先根據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，將各新能源機組和交流電網分別視為兩個子系統，建立以電壓和電流為輸入輸出端口的阻抗模型并進行線性化處理，得到各電力電子單饋入系統的等效多輸入多輸出反饋控制系統，根據回差矩陣求解等效反饋系統閉環特征方程，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。其次通過各新能源場站短路比與臨界短路比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臨界短路比，系統不穩定，此時需要調整新能源場站運行方式提高各場站短路比；若各新能源場站短路比大于臨界短路比，計算考慮新能源類型與參數差異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多新能源短路比臨界值，系統不穩定，需要調整新能源場站運行方式提高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大于全網平均多新能源短路比臨界值，增大新能源機組出力，提高新能源滲透率，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。

其具體步驟為：

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，其計算公式為：

其中，為新能源發電出力，為常規電源發電出力。

Step2：在高比例新能源電力系統當前新能源滲透率下，各新能源機組通過電感連接至無窮大電源，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，具體為：