一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法技术

本发明专利技术涉及一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，评估大规模并网风电和光伏电源运行特性可变性对电网失步振荡中心迁移的影响；所述方法包括：形成电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl并确定电网振荡中心分布一般特征；形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related；形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange-V-related；形成考虑风电及光伏故障穿越特性影响的失步振荡中心迁移向量集CChange-R-related；总结并网风电和光伏运行特性可变性影响下的振荡中心迁移规律；评估风电光伏影响振荡中心迁移的最大范围。本发明专利技术提供的技术方案为电网实际运行调度提供了能计及并网风电和光伏影响的电网失步振荡中心迁移规律的有效仿真技术途径。

【技术实现步骤摘要】
一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法
：本专利技术涉及电力系统运行与规划领域，更具体涉及一种评估大规模并网风电和光伏电源运行特性可变性对电网失步振荡中心迁移的仿真方法。
技术介绍
：《电力系统安全稳定控制技术导则》对电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分成了三级：第一级标准是保持稳定运行和电网的正常供电；第二级标准是保持稳定运行，但允许损失部分负荷；第三级标准是当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。与三级安全稳定标准对应的是包括单一故障、单一严重故障和多重严重故障在内的不同严重程度的三类故障。其中单一严重故障包括：单回线单相永久性故障重合不成功或无故障三相断开不重合、任意母线故障、同杆并架双回线异名两相同时发生单相接地故障重合不成功后双回线三相同时跳开、直流输电线路双极故障。多重严重故障包括：故障时开关拒动、故障时继电保护、自动装置误动或拒动、自动调节装置失灵、多重故障、失去大容量发电厂、其他偶然因素。引发电网失步振荡的基本是多重严重故障。间歇性的风电、光伏电源等可再生能源大规模并网后，由于其随机性和波动性，会引起电力系统运行模式发生较大的变化。比如旋转备用率，系统的调峰、调频服务安排等。另一方面，由于可再生能源自身的电力生产特点，大规模接入后也会对系统特性造成影响。因此，有必要深入分析可再生能源大规模接入后的系统有功、无功、频率、电压等动态特性的变化。随着并网风电和光伏电源规模的扩大，风电和光伏电源装机在电网中所占比例越来越高以及接入电压等级的提高，其对电网的影响范围也从局部逐渐扩大。在电网失步振荡中心分布特性研究方面，已有相关研究从两机等值系统出发，详细论述了两机系统稳态异步运行特性；对于多机复杂系统，则结合三机系统仿真以及实际系统三频振荡的观测，指出多频振荡，其振荡中心不是一个点，而可能在一定范围内变化，对于某些结构的电力系统存在发生三频异步振荡甚至更多频率的异步振荡。此外，还有相关工作从暂态能量角度研究了系统振荡问题。但目前几乎没有风电和光伏电源对系统失步振荡影响的相关研究。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，为电网实际运行调度提供了能计及并网风电和光伏影响的电网失步振荡中心迁移规律的有效仿真技术途径。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，评估大规模并网风电和光伏电源运行特性可变性对电网失步振荡中心迁移的影响；所述方法包括：形成电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl并确定电网振荡中心分布一般特征；形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related；形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange-V-related；形成考虑风电及光伏故障穿越特性影响的失步振荡中心迁移向量集CChange-R-related；总结并网风电和光伏运行特性可变性影响下的振荡中心迁移规律；评估风电光伏影响振荡中心迁移的最大范围。本专利技术提供的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，通过确定故障扰动、电网运行方式、并网风电、光伏资料及电网调峰方式，按照所确定电网运行方式计算失步振荡中心分布从而形成所述电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl和确定电网振荡中心分布一般特征。本专利技术提供的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，通过计算计及并网风电和光伏电源有功出力波动变化性因素影响的失步振荡中心分布形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related。本专利技术提供的另一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，所述计算计及并网风电和光伏电源有功出力波动变化性因素影响的失步振荡中心分布包括：确定风电及光伏有功出力扰动对象的电源基地相关性分析；确定风电及光伏有功出力扰动形式的穷举性分析；计算风电及光伏有功出力扰动变化二维向量元素遍历下的失步振荡中心分布。本专利技术提供的再一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，设并网风电基地数目为j，并网光伏电源基地数目为k，则第i个风电或光伏电源基地的有功出力以pi表示，其中1≤i≤j+k；根据收集到的并网风电和光伏电源基地有功出力资料，选择出力最大的电源基地，其有功出力恒为其最大出力,以p1表示，即p1＝pmax，其它电源基地的有功出力未必能达到其的最大值，为计及全网风电和光伏有功出力波动最严重情况对失步振荡中心的影响，引入风电和光伏电源基地有功出力同时率参数ri，则所有并网风电和光伏电源基地的有功出力同时率参数可用向量R表示，即R＝[r1,……,rj,rj+1,……,rj+k]其中，ri＝pi/pi-maxpi表示当出力最大的电源基地有功出力为pmax时，电源基地有功出力实测资料得到对应第i个电源基地在该时刻的有功出力，pi-max为该电源基地的实测的最大有功出力；0≤ri≤1；得到风电和光伏有功出力扰动对象dp-object,，其中本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，所述风电及光伏有功出力扰动形式出力陡升、出力陡升后陡降、出力陡降后陡升和出力陡降。本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，通过确定风电及光伏有功出力扰动对象的电源基地和确定风电及光伏有功出力扰动形式得到风电及光伏有功出力扰动变化向量FP；通过对所述风电及光伏有功出力扰动变化向量FP元素遍历的失步振荡中心分布计算形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related。本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，通过计算计及并网风电和光伏电源电压控制及动态无功补偿控制变化性因素影响的失步振荡中心分布形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange-V-related。本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，所述并网风电和光伏电源电压控制包括恒电压控制和恒功率因数控制；所述动态无功补偿是控制某特定母线的电压值；由于并网风电和光伏电源电压控制存在恒电压控制和恒功率因数控制两种不同的方式，且恒电压控制方式下，以风机或光伏电源机端电压为基准，其控制电压的范围为0.97-1.03标幺值；在恒功率因数控制方式下，风机和光伏电源的功率因数控制范围可在0.97至-0.97之间变化。对所述动态无功补偿连续控制范围进行离散化处理，选取并网风电和光伏电源电压控制不同控制方式下控制值范围内的3-5个控制值，形成全网风电及光伏电源电压控制及动态无功补偿控制值离散计算条件变化向量FV，通过对所述向量FV元素遍历的失步振荡中心分布计算形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange-V-related。本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，通过计算风电和光伏电源低电压穿越和高电压保护影响的失步振荡中心分布，形成考虑风电及光伏故障穿越特性影响的失步振荡中心迁移向量集CChange-R-related。本专利技术提供的又一优选的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，对比所述电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl、所述失步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，评估大规模并网风电和光伏电源运行特性可变性对电网失步振荡中心迁移的影响；其特征在于：所述方法包括：形成电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl并确定电网振荡中心分布一般特征；形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange‑P‑related；形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange‑V‑related；形成考虑风电及光伏故障穿越特性影响的失步振荡中心迁移向量集CChange‑R‑related；总结并网风电和光伏运行特性可变性影响下的振荡中心迁移规律；评估风电光伏影响振荡中心迁移的最大范围。

【技术特征摘要】
1.一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，评估大规模并网风电和光伏电源运行特性可变性对电网失步振荡中心迁移的影响；其特征在于：所述方法包括：形成电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl并确定电网振荡中心分布一般特征；形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related；形成风电及光伏电压控制及动态无功补偿变化下的失步振荡中心迁移向量集CChange-V-related；形成考虑风电及光伏故障穿越特性影响的失步振荡中心迁移向量集CChange-R-related；总结并网风电和光伏运行特性可变性影响下的振荡中心迁移规律；评估风电光伏影响振荡中心迁移的最大范围；通过确定风电及光伏有功出力扰动对象的电源基地和确定风电及光伏有功出力扰动形式得到风电及光伏有功出力扰动变化向量FP；通过对所述风电及光伏有功出力扰动变化向量FP元素遍历的失步振荡中心分布计算形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related。2.如权利要求1所述的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，其特征在于：通过确定故障扰动、电网运行方式、并网风电、光伏资料及电网调峰方式，按照所确定电网运行方式计算失步振荡中心分布从而形成所述电网失步振荡中心分布原始向量集COrigenl和确定电网振荡中心分布一般特征。3.如权利要求1所述的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，其特征在于：通过计算计及并网风电和光伏电源有功出力波动变化性因素影响的失步振荡中心分布形成风电及光伏有功出力波动下的失步振荡中心迁移向量集CChange-P-related。4.如权利要求3所述的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，其特征在于：所述计算计及并网风电和光伏电源有功出力波动变化性因素影响的失步振荡中心分布包括：确定风电及光伏有功出力扰动对象的电源基地相关性分析；确定风电及光伏有功出力扰动形式的穷举性分析；计算风电及光伏有功出力扰动变化二维向量元素遍历下的失步振荡中心分布。5.如权利要求4所述的一种影响电网失步振荡中心迁移的评估方法，其特征在于：设并网风电基地数目为j，并网光伏电源基地数目为k，则第i个风电或光伏电源基地的有功出力以pi表示，其中1≤i≤j+k；根据收集到的并网风电和光伏电源基地有功出力资料，选择出力最大的电源基地，其有功出力恒为其最大出力,以p1表示，即p1＝pmax，其它电源基地的有功出力未必能达到其的最大值，为计及全网风电和光伏有功出力波动最严重情况对失步振荡中心的影响，引入风电和光伏电源基地有功出力同时率参数ri，则所有并网风电和光伏电源基地的有功出力同时率参数可...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁剑，马世英，高建涛，王梦，李东，秦晓辉，李媛媛，宋云亭，郑超，杨海涛，吴丽华，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网四川省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11