[发明专利]新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法

说明书

本发明提供一种新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法，包括，针对由N个新能源发电单元组成的新能源汇集系统，选择第n个新能源发电单元，其状态空间模型为(A_n,B_n,C_n,D_n)，并通过替换其余新能源发电单元动态模型构建出第n个相似新能源汇集系统；构造网络电抗矩阵，计算并得到其全部特征值；利用相似新能源汇集系统全阶模型的等效子系统方法，计算并得到所有振荡模式；通过调整可能为振荡失稳源的新能源发电单元的控制参数，可使得相似新能源汇集系统的所有振荡模式均充分阻尼，进而使得原新能源汇集系统不存在负阻尼模式，即消除原新能源汇集系统的振荡失稳风险。本发明降低了计算量及数据储存量。

技术领域

本发明属于新能源基地分析计算技术领域，具体涉及一种新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法，适用于大规模光热-光伏-风电新能源汇集系统。

背景技术

随着新能源技术的发展，我国风电、光伏等新能源发电容量持续增长。太阳能光热发电通过汽轮发电机组并网，具备常规机组并网的响应特性，一定程度上能改善风电-光伏送端电网的稳定特性且平衡一部分的风光波动功率。随着我国光热示范项目陆续并网发电，光热发电参与电网调度控制大势所趋，光热-光伏-风电新能源汇集系统的出现成为必然。当前国内外学者对于光伏、风力发电的研究已较为成熟，针对光热发电的理论研究尚少。

光热-光伏-风电新能源汇集系统的出现必将对电网的安全、稳定运行造成重大影响。新能源汇集系统可能包含类型不一的新能源发电单元，其动态特性存在差异，这使得直接采用任何一种方法进行稳定性分析及失稳源追踪都会存在计算上的困难。大规模新能源汇集系统包含数量巨大的新能源发电单元，尤其是大型风电场往往包含成百上千台风力发电单元，新能源汇集系统模型的状态矩阵存在阶数过高的情况，这意味着模式求解面临着巨大困难，甚至发生维数灾。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种大规模光热-光伏-风电新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法，具体的技术方案为：

新能源汇集系统振荡失稳风险检测与失稳源判定降阶方法，包括以下步骤：

步骤1：针对由N个新能源发电单元组成的新能源汇集系统，选择第n个新能源发电单元，其状态空间模型为(A_n,B_n,C_n,D_n)，并通过替换其余新能源发电单元动态模型构建出第n个相似新能源汇集系统；

步骤2：构造网络电抗矩阵，计算并得到其全部特征值；

步骤3：利用相似新能源汇集系统全阶模型的等效子系统方法，计算并得到所有振荡模式；

步骤4：通过调整可能为振荡失稳源的新能源发电单元的控制参数，可使得相似新能源汇集系统的所有振荡模式均充分阻尼，进而使得原新能源汇集系统不存在负阻尼模式，即消除原新能源汇集系统的振荡失稳风险。

所述步骤3包括：如果所得振荡模式中存在阻尼很小甚至负阻尼情况，则第n个新能源发电单元可能会给原新能源汇集系统带来振荡失稳风险，且其可能为振荡失稳源之一；如果所得振荡模式均充分阻尼，则第n个新能源发电单元不会给新能源汇集系统带来振荡失稳风险。如果所有相似新能源汇集系统均不存在负阻尼模式，则原新能源汇集系统不存在振荡失稳风险。

本发明的有益效果：

通过构建相似新能源汇集系统并判定其振荡稳定性进而判定原新能源汇集系统的振荡稳定性，在面临大规模新能源汇集系统振荡稳定性判定时降低了计算量及数据储存量。

附图说明

图1为本发明所提出方法的基本流程图。

图2为实施例光热-光伏-风电新能源汇集系统结构图。