[发明专利]一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法

权利要求书

1.一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其特征在于：

Step1：根据高比例新能源电力系统中新能源机组发电量和总发电量计算系统当前新能源渗透率；

Step2：在高比例新能源电力系统当前新能源渗透率下，将整个系统分为新能源机组侧和交流电网侧，建立x-y全局坐标系下，以电压和电流为输入输出端口的交流电网侧的频域阻抗模型，依据电压和电流的数据求解交流电网的线性化导纳矩阵；

Step3：建立d-q局部坐标系下新能源机组侧的频域阻抗模型，通过坐标变换至x-y全局坐标系，依据电压和电流的数据求解新能源机组的线性化导纳矩阵；

Step4：根据交流电网和新能源机组的线性化导纳矩阵，建立各新能源机组构成的电力电子单馈入系统的等效多输入输出反馈控制系统，根据回差矩阵得到等效反馈系统闭环特征方程；

Step5：依据各新能源场站短路比和等效反馈系统闭环特征方程的显示关系计算各新能源场站短路比；

Step6：通过各新能源场站短路比与新能源场站临界短路比的关系、同一电压等级下新能源多场站短路比平均值和全网平均新能源多场站短路比临界值的关系判断新能源电力系统稳定性，若各新能源场站短路比小于新能源场站临界短路比，则判定系统不稳定，需要运行人员调整新能源场站运行方式提高其新能源场站短路比；

Step7：若各新能源场站短路比大于新能源场站临界短路比，计算新能源类型与参数差异的各新能源场站的新能源多场站短路比，若同一电压等级下新能源多场站短路比平均值小于全网平均新能源多场站短路比临界值，则判定系统不稳定，需要运行人员调整新能源场站运行方式提高其新能源多场站短路比；

Step8：若同一电压等级下新能源多场站短路比平均值大于全网平均新能源多场站短路比，运行人员可增大新能源机组出力，跳转到Step1；

Step9：直至各新能源场站短路比或同一电压等级下新能源多场站短路比平均值达到临界值，将此时的新能源渗透率作为系统新能源渗透率的边界。

2.根据权利要求1所述的基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其特征在于：所述Step1中，新能源渗透率的计算公式为：

;

其中，为新能源发电出力，为常规电源发电出力。

3.根据权利要求1所述的基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其特征在于：所述Step2中，交流电网的线性化导纳矩阵具体为：

;

其中，和是电流偏差量在x-y全局坐标系下的x轴分量和y轴分量，和是电压偏差量在x-y全局坐标系下的x轴分量和y轴分量，是频域变量，是交流电网的线性化导纳矩阵，其中，，，是交流电网额定角频率，是各新能源机组与交流电网侧等效电源间的电感。

4.根据权利要求1所述的基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其特征在于，所述Step3具体为：

Step3.1：建立d-q局部坐标系下，以电压和电流为输入输出端口的新能源机组侧的频域阻抗模型：

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其中，和是电流偏差量在d-q局部坐标系下的d轴分量和q轴分量，和是电压偏差量在d-q局部坐标系下的d轴分量和q轴分量，是新能源机组的线性化导纳矩阵，其计算公式为：

;

其中，是新能源机组的额定功率，、、和为新能源机组电流对电压扰动的响应；

Step3.2：通过坐标变换将d-q局部坐标系下新能源机组侧的频域阻抗模型转化为x-y全局坐标系参与系统稳定性分析：

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其中，是x-y全局坐标系与d-q局部坐标系相差相角；

Step3.3：以电压和电流为输入输出端口，求解新能源机组的线性化导纳矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其特征在于，所述Step4具体为：

Step4.1：基于Step3求解的交流电网和新能源机组的线性化导纳矩阵和，建立各新能源机组构成的电力电子单馈入系统的等效多输入输出反馈控制系统，反馈控制系统中电压偏差量会在新能源机组侧导致电流偏差量改变，电流偏差量会在交流电网侧影响电压偏差量，反之亦然；

Step4.2：根据回差矩阵，建立等效反馈控制系统闭环特征方程：

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其中，为矩阵的行列式。