[发明专利]一种同步稳定约束下送端电网的调相机选址方法

说明书

本发明提出了一种同步稳定约束下送端电网的调相机选址方法，包括：基于电力系统的有功相位灵敏度和节点有功功率变化量，构建节点有功加权相位灵敏度的指标矩阵；选取节点有功加权相位灵敏度指标中的最值元素，根据在指标矩阵中所述最值元素所在列的元素大小，确定同步失稳临界值；在所述最值元素所在列对应的节点中，根据同步失稳临界值确定调相机在同步稳定约束下的选址范围。本发明克服了在当前的研究成果中，调相机的选址只考虑小扰动稳定和过电压约束的不足，可以在同步稳定的约束下为调相机在送端电网的选址定容提供参考。

技术领域

本发明属于电力系统领域，尤其涉及一种同步稳定约束下送端电网的调相机选址方法。

背景技术

近年来，为了进一步实现“碳达峰，碳中和”战略，智能电网方面大力发展新能源，规划在沙漠、戈壁、荒漠地区建设大型风电光伏基地，加快构建新能源供给消纳体系。然而，传统能源的逐步退出需建立在新能源安全可靠的基础上，目前大型新能源基地远距离外送时容易发生宽频带振荡、暂时过电压等风险。为了提升送端电网新能源基地的安全可靠性，通常选择在新能源近端加装调相机的措施提升新能源的外送能力。

集中式的调相机原则上配置在送端系统换流站，用于抑制直流典型故障下的暂态过电压。而新能源一般采取逐级升压的方式汇集到换流母线集中送出，距离整流站的电气距离较远，考虑无功就地补偿的原则，需要配置一定容量的分布式的调相机来有效缓解新能源对于送端系统暂态过电压的助增作用并且同时有效提升送端电网的电压支撑强度。因此，如何协调配置新能源基地附近的分布式调相机与换流站附近的集中式调相机是目前亟需解决的问题。

选址和容量优化是调相机优化配置的两个重要方面，选址主要是通过相关指标确定调相机的待定安装节点，容量优化主要是从经济性以及相关约束的角度出发。调相机作为特殊的同步机，当前调相机选址研究忽略了调相机接入后存在的同步稳定问题，容易出现选址不合理的现象。

发明内容

为了解决现有技术中存在的调相机选址研究忽略了调相机接入后存在的同步稳定问题，容易出现选址不合理的缺点和不足，本发明提出一种同步稳定约束下送端电网的调相机选址方法，基于有功相位灵敏度和节点有功功率变化量的节点有功加权相位灵敏度指标，利用该指标可筛选最严重故障节点，从而给出调相机选址范围的确定方法。

本发明提出了一种同步稳定约束下送端电网的调相机选址方法，包括：

基于电力系统的有功相位灵敏度和节点有功功率变化量，构建节点有功加权相位灵敏度的指标矩阵；

选取节点有功加权相位灵敏度指标中的最值元素，根据在指标矩阵中所述最值元素所在列的元素大小，确定同步失稳临界值；

在所述最值元素所在列对应的节点中，根据同步失稳临界值确定调相机在同步稳定约束下的选址范围。

可选的，所述节点有功加权相位灵敏度指标为：

J_p＝J^-1ΔP_L；

其中，J_p是有功加权相位灵敏度指标构成的矩阵，J是有功相位灵敏度构成的矩阵；ΔP_L是节点有功功率变化量构成的矩阵。

可选的，所述有功相位灵敏度构成的矩阵为：

式中，diag表示对角化矩阵；是修正节点导纳矩阵的导出矩阵；U_L是稳态时各节点电压幅值的列向量；

其中，n是电力系统中设备节点数量，m是电力系统中无源节点数量，是修正节点导纳矩阵中的元素，δ_ii是节点i的电压相位，δ_ij是节点i和节点j的电压相位之差。

可选的，所述稳态时各节点电压幅值的列向量由不加装调相机的电力系统潮流稳态值确定。

可选的，所述节点有功功率变化量构成的矩阵为：