一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法及系统，该方法包括S1、通过对弱送端电网中接入的风电数据进行处理，将风力发电机转化为已知节点注入有功功率P和无功功率Q的PQ节点；S2、通过计算各PQ节点的电压变化指标确定无功补偿候选点集合；S3、基于无功补偿候选点集合以及预先构建的弱送端网架强度的多目标无功优化配置模型求解得到最优解集并筛选折中解，根据所述折中解配置弱送端电网中的无功补偿装置。本发明专利技术提高了弱送端电网的无功/电压支撑能力，解决了弱送端电网网架强度弱的问题。

A reactive power allocation method and system for strengthening the strength of the weak end grid structure

【技术实现步骤摘要】
一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法及系统
本专利技术是关于一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法及系统，涉及无功配置

技术介绍
风电和光伏发电等新能源在近年来得到了大规模快速发展，大规模开发、集中式送出是中国新能源发展的主要特征之一。目前中国西北等地风、光新能源基地普遍通过特高压直流输电系统送至远方负荷中心，直流送端附近配套火电机组少，系统频率调节和无功/电压支撑能力弱，振荡问题突出，形成了弱同步支撑直流送端电网系统。弱送端系统网架和电源构成简单，缺少系统支撑，造成了维持频率、电压稳定手段单一、运行困难等诸多问题。对于弱送端区域，安装电容器电抗器等无功补偿装置有助于提高系统的电压稳定性，提升网架强度。当前对无功配置的研究中，主要从提高电网电压稳定裕度、提高无功备用、减小电压偏差等方面提高系统电压稳定性，配置效果不理想、系统电压稳定性不佳。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够为弱送端电网进行无功规划及无功配置的用于加强弱送端网架强度的无功配置方法及系统。r>为实现上述目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法，其特征在于包括以下步骤：/nS1、通过对弱送端电网中接入的风电数据进行处理，将风力发电机转化为已知节点注入有功功率P和无功功率Q的PQ节点；/nS2、通过计算各PQ节点的电压变化指标确定无功补偿候选点集合；/nS3、基于无功补偿候选点集合以及预先构建的弱送端网架强度的多目标无功优化配置模型求解得到最优解集并筛选折中解，根据所述折中解配置弱送端电网中的无功补偿装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于加强弱送端网架强度的无功配置方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、通过对弱送端电网中接入的风电数据进行处理，将风力发电机转化为已知节点注入有功功率P和无功功率Q的PQ节点；
S2、通过计算各PQ节点的电压变化指标确定无功补偿候选点集合；
S3、基于无功补偿候选点集合以及预先构建的弱送端网架强度的多目标无功优化配置模型求解得到最优解集并筛选折中解，根据所述折中解配置弱送端电网中的无功补偿装置。


2.根据权利要求1所述的无功配置方法，其特征在于，上述步骤S1的具体过程为：
S11、确定风电机组风速的概率密度函数f(v)：



式中，k为风速分布的形状参数；c为尺度参数，v为风速；
S12、通过场景概率理论分析得到风电机组的零输出、欠额输出、额定输出三个场景模型，其中，通过场景概率理论计算各个场景模型的概率为：









式中，p1为零输出的概率；p2为欠额输出的概率；p3为额定输出的概率；vi为风机的切入风速；vr为额定风速；vo为风机切出风速；
S13、确定风力发电机输出功率Pw与风速关系：



式中：Pr为风力发电机的额定容量；
S14、确定风力发电机吸收的无功功率：



式中：x1为定子漏抗；x2为转子漏抗；xm为激磁电抗，UG为风力发电机端电压，Pw为风力发电机输出的有功功率；
S15、根据步骤S13输出有功公式求得欠额定状态风力发电机的有功出力，再根据步骤S14分别计算得到停机、欠额定及额定三个场景下风力发电机吸收的无功功率，将风力发电机转化无功出力固定的PQ节点。


3.根据权利要求1所述的无功配置方法，其特征在于，上述步骤S2的具体过程为：
S21、计算节点电压变化指标Si：
Si＝(V0i-Vcri)/V0i
式中：V0i为节点初始电压，Vcri为节点在极限状态下的电压；
S22、在步骤S1得到的风电三个场景下，对系统中的除风力发电机外各个节点计算电压变化指标，选择指标值大于预设阈值的设定数量的点作为无功配置的候选节点。


4.根据权利要求1～3任一项所述的无功配置方法，其特征在于，上述步骤S3中：
所述多目标无功优化配置模型的目标函数为：
minf(u,x)＝{f1(u,x),f2(u,x)}
式中，u为控制变量；x为状态变量；f1(u,x)为系统多馈入直流相互作用因子MIIFs；f2(u,x)为无功补偿装置安装投资成本和网损成本之和；
所述多目标无功优化配置模型的约束条件包括：
电容器和电抗器无功补偿容量的约束Qc,i,min≤Qc,i≤Qc,i,max，式中：Qc,i为在节点i安装无功补偿装置的容量，Qc,i,min、Qc,i,max分别为无功补偿装置的最大和最小容量；
交流系统节点电压约束Ui,min≤Ui≤Ui,max，式中：Ui为节点i的电压，Ui,max、Ui,min分别为节点的最大和最小电压；
交流潮流约束：






其中：PG,i、QG,i分别为发电机有功出力和无功出力；PD,i、QD,i分别为有功负荷和无功负荷；Pdc,i、Qdc,i分别为直流有功和无功；Gij、Bij分别为电导和电纳；N为系统的节点个数；θij为节点i和j之间的电压相角差，Vi、Vj分别为节点i和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建琴，安之，刘斯伟，王虓，魏楠，邓畅宇，向子墨，李庚银，孙依萌，华梦琪，李宗翰，赵志强，辛超山，安琪，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，华北电力大学，国家电网有限公司，国网新疆电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11