[发明专利]高比例新能源电力系统阻尼优化方法、装置及设备

说明书

本公开的实施例提供了高比例新能源电力系统阻尼优化方法、装置及设备。该方法包括：获取电网主振荡模式，计算该模式下的电力系统的阻尼比，根据阻尼比大小将电力系统分为负阻尼、一类弱阻尼、二类弱阻尼和强阻尼四类；采用不同的优化方法对不同类别的电力系统的阻尼进行优化；根据优化后的电力系统阻尼比，再次进行阻尼大小判断，并重复上述步骤，直至电力系统分类为强阻尼类别。以此方式，可以提高电力系统的稳定性。

技术领域

本公开的实施例一般涉及电力系统阻尼控制技术领域，并且更具体地，涉及高比例新能源电力系统阻尼优化方法、装置及设备。

背景技术

近年来，随着大规模新能源发电、高压直流输电、大功率直流负荷的快速发展，电力系统“源–网–荷”各部分电力电子化程度逐年提高，使电力系统逐步向高比例新能源发电和高比例电力电子设备趋势发展。电力电子装置的快速响应特性引发中频带(5～300HZ)的新稳定问题，新能源并网在特定的频率下呈现的负阻尼效应加剧了系统振荡。

在此背景下，局部的小扰动或异常运行都可能引起大范围的连锁反应。同时远距离大容量的输电和大机组高快励磁装置的使用，在一定运行方式下会恶化电力系统，使得电力系统低频振荡现象时有发生，已成为限制电网传输能力的瓶颈之一。对电力系统振荡的有效抑制不仅能增加线路的传输容量，而且对提高整个系统的稳定水平具有重要作用。

对电力系统阻尼优化的方法多从改善模型和优化配置方法的角度出发，也取得了一些成果。一些研究通过优化电力系统稳定器(PSS)的参数来实现电力系统阻尼的优化，然而新能源电力系统的占比不断提高使得系统阻尼水平和低频振荡的频率不断降低。传统的PSS2B型电力系统稳定器本质上用来抑制0.2～2Hz的局部低频振荡，且涉及的控制器一旦设计完成并投入使用，其参数就固定不变了，受到高频段临界增益的限制，PSS2B难以满足低频段增益要求，已经不能适应电力系统的发展要求。另一些研究通过优化PSS模型改善其传函低频和高频的幅频特性，通过发展新的PSS-NB模型、PSS4B模型开辟PSS工程应用的新前景。还有一些研究则将PSS配置过程转化为数学问题进行求解，希望通过优化算法得到更合适的参数，或通过优化相位补偿理论进行配置理论的改进，或考虑多机系统进行PSS参数的配置。但这些研究多着眼于PSS参数优化或模型改进层面，而未考虑并联线路、串联电容等工程应用中的基础问题。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种高比例新能源电力系统阻尼优化方法、装置、设备及存储介质。

在本公开的第一方面，提供了一种高比例新能源电力系统阻尼优化方法。该方法包括：

获取电网主振荡模式，计算该模式下的电力系统的阻尼比，根据阻尼比大小将电力系统分为负阻尼、一类弱阻尼、二类弱阻尼和强阻尼四类。

若电力系统为负阻尼类别，则采用并联联络线的方法对电力系统进行优化，并采用时域仿真的方法分析优化后的电力系统阻尼比；若电力系统为一类弱阻尼类别，则采用串联电容的方法对电力系统进行优化，并采用时域仿真的方法分析优化后的电力系统阻尼比；若电力系统为二类弱阻尼类别，则采用更新电力系统稳定器参数的方法对电力系统进行优化，并采用负载电压阶跃试验的方法分析优化后的电力系统阻尼比。

根据优化后的电力系统阻尼比，再次进行阻尼大小判断，并重复上述步骤，直至电力系统分类为强阻尼类别。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取电网主振荡模式，计算该模式下的电力系统的阻尼比包括：

根据电网多个典型运行方式下运行数据，建立电力系统非线性状态方程组模型，并在电力系统平衡点处进行线性化，得到系统的线性化状态方程为：

式(1)中，X为系统增量形式的状态矢量，A为系统的系数矩阵。

所述电网多个典型运行方式为不同季节下的电网运行方式。