[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

说明书

本发明涉及一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，属于电力系统安全稳定分析技术领域。在系统当前新能源渗透率下，本发明首先建立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。若各新能源场站短路比大于临界短路比，求解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大于全网平均多新能源短路比，则增大新能源机组出力，提高新能源渗透率，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。

技术领域

本发明涉及一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，属于电力系统安全稳定分析技术领域。

背景技术

保证大规模接入的以风电、光伏为代表的新能源机组安全高效消纳是构建新型电力系统的必经之路。新能源渗透率是制约新型电力系统调节能力和抗扰动能力的重要运行边界，电力系统运行特性因新能源渗透率增加而愈加复杂。为提升新能源消纳能力、降低其大规模接入对电网运行特性的影响，准确评估系统可承载的新能源极限规模具有重要意义。针对新能源承载规模受限于多维约束，模型计算复杂度过高，难以满足实时性的要求。国家强制性标准GB38755-2019《电力系统安全稳定导则》中指出新能源场站短路比应达到合理水平，因此本发明提出了基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，其通过建立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。若各新能源场站短路比大于临界短路比，求解新能源多场站短路比，当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多新能源短路比，则增大新能源机组出力，提高新能源渗透率，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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，用以解决动态、准确评估系统可承载新能源极限规模的问题。

本发明的技术方案是：一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法，主要包括新能源场站短路比计算、新能源多场站短路比计算以及系统稳定判别3个部分。首先根据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，将各新能源机组和交流电网分别视为两个子系统，建立以电压和电流为输入输出端口的阻抗模型并进行线性化处理，得到各电力电子单馈入系统的等效多输入多输出反馈控制系统，根据回差矩阵求解等效反馈系统闭环特征方程，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。其次通过各新能源场站短路比与临界短路比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临界短路比，系统不稳定，此时需要调整新能源场站运行方式提高各场站短路比；若各新能源场站短路比大于临界短路比，计算考虑新能源类型与参数差异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多新能源短路比临界值，系统不稳定，需要调整新能源场站运行方式提高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大于全网平均多新能源短路比临界值，增大新能源机组出力，提高新能源渗透率，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。

其具体步骤为：

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，其计算公式为：

其中，为新能源发电出力，为常规电源发电出力。

Step2：在高比例新能源电力系统当前新能源渗透率下，各新能源机组通过电感连接至无穷大电源，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，具体为：