风电接入下无功电压分区方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种风电接入下无功电压分区方法及装置，属于电网分区技术领域。包括：基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。由于充分考虑了风电的波动性对电网无功‑电压分区的影响，从而能够有效满足风电接入下获得稳定电网分区的要求，保证系统的安全稳定运行。

Method and device of reactive voltage division under wind power connection

【技术实现步骤摘要】
风电接入下无功电压分区方法及装置
本专利技术涉及电网分区
，尤其涉及一种风电接入下无功电压分区方法及装置。
技术介绍
随着电网互联规模日益增大、在线自动化水平的提高，电网分层分区的自动电压控制是保证系统运行安全性、经济性和稳定性的重要举措，其中无功电压分区成为AVC中二级电压控制的重要课题。无功电压分区的目的是将大电网在线分解成几个内部耦合性强、相互近似解耦的区域，各区域需保持无功平衡且有足够的无功储备应对负荷扰动，有利于无功的就地平衡和准确控制节点电压，提高在线计算快速性，减小内存占用量。现阶段无功分区的研究思路主要是在系统节点间电气距离的基础上结合分区指标要求采用相应的优化算法进行分区。分区算法主要分为专家算法、现代启发式算法、聚类算法、复杂网络理论算法及混合式算法等。近年来由于环境问题的日益严重，大规模风电等可再生能源不断并入电网，风电自身的波动性将导致以节点间无功/电压灵敏度为基础的电气距离矩阵频繁变化，进而无法得到稳定的无功分区。已有的无功分区方法对传统电网分区具有较好的效果，但用来解决由风电波动性引起潮流运行状态变化的分区问题有待进一步研究。传统的静态电气距离计算采用节点互阻抗法、短路阻抗法、PQ分解法中的矩阵法等，此种方法计算简单快速，得出的分区固定，能较好的适用于运行潮流稳定的传统无功分区，但在风电等新能源接入背景下求解出来的电气距离不准确，无法反映系统潮流状态变化。因此，需要建立一种分区方法能够有效满足风电接入下获得稳定电网分区的要求，保证系统的安全稳定运行。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的风电接入下无功电压分区方法及装置。根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种风电接入下无功电压分区方法，包括：基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种风电接入下无功电压分区装置，包括：第一建立模块，用于基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；第二建立模块，用于基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；分区模块，用于根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的风电接入下无功电压分区方法。根据本专利技术的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的风电接入下无功电压分区方法。本专利技术实施例提供的风电接入下无功电压分区方法及装置，通过基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵。基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵。根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。由于充分考虑了风电的波动性对电网无功-电压分区的影响，从而能够有效满足风电接入下获得稳定电网分区的要求，保证系统的安全稳定运行。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术实施例。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种风电接入下无功电压分区方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种IEEE39节点系统模型图；图3为本专利技术实施例提供的一种IEEE39节点系统聚类图；图4为本专利技术实施例提供的一种IEEE39节点系统6分区示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种PCA降维后聚类散点图；图6为本专利技术实施例提供的一种风电接入下无功电压分区装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种电子设备的框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。由于大规模风电等新能源的接入因波动性会导致系统的潮流运行状态动态变化，从而利用传统方法求解出来的电气距离不准确，无法反映系统潮流状态变化。针对相关技术中存在的问题，本专利技术实施例提供了一种风电接入下无功电压分区方法。参见图1，该方法包括：101、基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；102、基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；103、根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。本专利技术实施例提供的方法，通过基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵。基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵。根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。由于充分考虑了风电的波动性对电网无功-电压分区的影响，从而能够有效满足风电接入下获得稳定电网分区的要求，保证系统的安全稳定运行。基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，本专利技术实施例不对基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵的方式作具体限定，包括但不限于：基于雅可比矩阵，获取电网中潮流计算满足的预设方程；根据预设方程，获取系统中PQ节点电压幅值变化量对节点无功功率变化量的灵敏度矩阵；基于PQ节点对应的灵敏度矩阵，构建包含系统中除平衡节点之外所有节点的全维灵敏度矩阵；基于全维灵敏度矩阵，计算系统中每两个节点之间的电压灵敏度，根据每两个节点之间的电压灵敏度，计算每两个节点之间的电气距离，并根据每两个节点之间的电气距离，建立系统全维空间的电气距离矩阵。其中，电网中潮流计算可满足如下预设方程：在上述公式中，Δθ和ΔV为节点电压相角及幅值变化量，ΔP和ΔQ表示节点注入有功和无功功率变化量；JPθ、JPV、JQθ及JQV分别为雅可比矩阵的4个子矩阵。在系统重负荷情况下需要考虑电压有功功率间的耦合关系，为准确计及有功对电压的影响，这里不考虑PQ完全解耦，令ΔP＝0，可以得到SVQ，也即系统中PQ节点电压幅值变化量对节点无功功率变化量的灵敏度矩阵。其中，SVQ可参考如下公式：在上述公式中，JPθ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电接入下无功电压分区方法，其特征在于，包括：基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。

【技术特征摘要】
1.一种风电接入下无功电压分区方法，其特征在于，包括：基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵；基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值表示的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵；根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区。2.根据权利要求1所述的风电接入下无功电压分区方法，其特征在于，所述基于牛拉法中雅可比矩阵，采用逐次递归方法建立系统全维空间的电气距离矩阵，包括：基于所述雅可比矩阵，获取电网中潮流计算满足的预设方程；根据所述预设方程，获取系统中PQ节点电压幅值变化量对节点无功功率变化量的灵敏度矩阵；基于所述PQ节点对应的灵敏度矩阵，构建包含系统中除平衡节点之外所有节点的全维灵敏度矩阵；基于所述全维灵敏度矩阵，计算系统中每两个节点之间的电压灵敏度，根据每两个节点之间的电压灵敏度，计算每两个节点之间的电气距离，并根据每两个节点之间的电气距离，建立系统全维空间的电气距离矩阵。3.根据权利要求1所述的风电接入下无功电压分区方法，其特征在于，所述基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值的电气距离矩阵修正系数，建立修正后的各潮流状态下电气距离矩阵之前，还包括：计算各潮流状态下系统中每个节点的电压，并基于各潮流状态下风电概率模型，确定每个潮流状态的统计概率；根据风电有功功率的统计概率以及各潮流状态下系统中每个节点的电压，计算各潮流状态下各节点电压值的电气距离矩阵修正系数。4.根据权利要求1所述的风电接入下无功电压分区方法，其特征在于，所述根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，采用层次聚类方法进行全网分区，包括：根据修正后的各潮流状态下电气距离矩阵，在不同层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，陈云龙，王仪贤，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11