[发明专利]一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中关键节点识别技术领域，具体地，涉及一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法。

背景技术

我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型新能源基地多数位于“三北地区”(西北、东北、华北)，大型新能源基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。以甘肃电网为例，截至2014年4月，甘肃电网并网风电装机容量已达707万千瓦，约占甘肃电网总装机(3500万千瓦)容量的20.2％，成为仅次于火电的第二大主力电源；光伏发电装机容量已达到435万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的12.4％，同时甘肃成为我国光伏装机规模最大的省份。目前，甘肃电网风电、光伏发电装机约占甘肃电网总装机容量的1/3。

由于风、光资源的间歇性、随机性和波动性，风电出力的波动性会导致大型风电场电压出现相应波动。当风电场发生电压较大扰动时，若没有足够的动态无功支撑，将引起风电场电压跌落。由于交流联网系统的整个电网的电压和频率之间相互影响、酒泉地区风电出力大幅度变化必然引起整个系统的电压、频率波动，导致事故进一步扩大。

自2011年以来我国连续发生了三次大规模风电机组脱网事故，集中反映了风电机组的低电压穿越能力、高电压穿越能力以及无功补偿装置控制策略等方面存在的不足。大规模风电机组脱网事故的起因及其对电网无功电压控制策略的影响已成为当前风电研究领域中最为引人关注的问题之一。风电场脱网事故具有典型的连锁故障特性，即事故往往是从电网中某个较小的元件故障开始，逐步发展演变直至造成风电机组大面积脱网的严重后果。在系统发生故障初期，若能识别出系统中的某些关键节点，并在这些关键节点上进行动态无功补偿，则有望在很大程度上降低风电场大规模脱网故障发生的概率。

为解决上述问题，需要对无功电压进行控制，为控制无功电压需要对含大规模风电的电力系统关键节点进行识别。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在电力系统故障发生初期无法有效识别系统中的关键节点，从而导致连锁故障最终造成大规模风电脱网的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法，以实现在系统发生故障初期，有效识别系统中的关键节点，并在这些关键节点上进行动态无功补偿，具有大幅降低风电场大规模脱网故障发生概率的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法，主要包括：

a、根据实时电力系统结构和电网参数信息，获得系统的具体潮流分布情况；基于计算得到的实时潮流信息，对网络中所有源流对进行双向电气剖分，获得全网路径链的最终详细电气剖分参数；

b、基于最终详细电气剖分参数，提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息；

c、根据已得到的全网源流路径链信息，分析有多少电源成分通过何种路径传输至某一负荷以及有多少负荷成分通过何种路径从某一电源汲取功率的详细供求信息；

d、根据源流对的电气剖分信息，计算获得所有机组对电网节点的支撑度，根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集；

e、通过在关键节点加无功动态无功补偿装置，得出关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献，并将计算结果进行对比，验证所提关键节点辨识方法的有效性和合理性。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

1)剖分子网络源、流节点关键度

根据某一源流路径链的相关电气信息，分别求取子网络源节点输出的功率和流节点输入的功率占全网源、流功率的比例；所占比例越高，说明源节点和流节点在全网中关键度越高；源、流节点的重要度具有间接反映电网运行状态特性；

假设某源流路径链中，该剖分子网络从送端源中获得的有功功率为受端流从该源流路径输入的有功功率为该子网络中源、流节点的关键度定义为：