基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法技术

本发明专利技术所涉及的基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法，方案如下：获取特高压交直流电网的拓扑结构，并确定出拓扑结构中的功率节点；确定功率节点中的新能源类型，包括双馈风电机发电、直驱风电机发电以及光伏发电；计算各新能源的可调节无功功率的最大值和最小值，并根据潮流计算模型确定出新能源的可调节无功功率由最小值变化到最大值时功率节点母线的电压变化值ΔV；计算新能源的无功电压灵敏度δ；将所有功率节点的各新能源的无功电压灵敏度δ由大到小进行排序，并按照所确定的无功电压灵敏度δ排序序列对特高压交直流电网进行无功调节；能够满足整个特高压直流电网的无功需求，又能够确保整个电网的稳定性。又能够确保整个电网的稳定性。又能够确保整个电网的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法


[0001]本专利技术涉及一种电力分析方法，尤其涉及一种基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的快速发展，特高压受端地区往往接入了大量新能源，进一步降低了运行同步机和动态无功源的数量。一般新能源电站配置一定数量的动态无功补偿设备，以控制并网点电压或功率因数为目标
[3]，并不会向电网发送过多无功功率进行电压支撑，因为附图2所示：有功功率和无功功率的曲线，如果无功功率输出越多，那么有功功率输出就越少，从而对电力供应中的有功造成严重影响。
[0003]正如前述，在特高压交直流电网中需要无功功率对电网电压以及功率因素等进行支撑，但是，如果过多的功率节点都投入到无功功率调节，那么则会严重影响整个电网的功率输出，但是，如果无功功率调节不足以满足电网的需求，则将会导致整个电网的稳定性收到严重影响，因此，如何对特高压交直流电网的无功支撑进行调度调节成为了本领域中的一个技术难题。

技术实现思路

[0004]有鉴于上述问题，本专利技术旨在于提出一种基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术提供的一种基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法，包括如下步骤：
[0006]S1.获取特高压交直流电网的拓扑结构，并确定出拓扑结构中的功率节点；
[0007]S2.确定功率节点中的新能源类型，包括双馈风电机发电、直驱风电机发电以及光伏发电；
[0008]S3.计算各新能源的可调节无功功率的最大值和最小值，并根据潮流计算模型确定出新能源的可调节无功功率由最小值变化到最大值时功率节点母线的电压变化值ΔV；
[0009]S4.计算新能源的无功电压灵敏度δ：
[0010]其中，Q
max
为新能源的可调节无功功率的最大值，Q
min
为新能源的可调节无功功率的最小值；
[0011]S5.将所有功率节点的各新能源的无功电压灵敏度δ由大到小进行排序，并按照所确定的无功电压灵敏度δ排序序列对特高压交直流电网进行无功调节。
[0012]优选地：步骤S3中，双馈风电机可调节无功功率的最大值和最小值通过如下方法计算：
[0013]其中，Q
g_min
为双馈风电机可调节无功功率的最小值，Q
g_max
为双馈风电机可调节无功功率的最大值，P
g
为双馈风电机发出的有功功率，U
s
为风机的机端电压，X
s
为风机定子电抗值，s为双馈风电机的转差率，S
wmax
为风机网侧变换器容量，X
m
为风机励磁电抗值，I
rmax
为风机转子最大电流。
[0014]优选地：步骤S3中，直驱风电机可调节无功功率的最大值和最小值通过如下方法计算：
[0015]如果风电场不考虑功率因数限制，直驱风电机可调节无功功率的最大值和最小值如下：
[0016][0017]其中，S
w
为直驱风机变换器的额定容量，P
zg
为风机发出有功功率；
[0018]如果风电场考虑功率因数限制，直驱风电机可调节无功功率的最大值和最小值如下：
[0019][0020]其中为风电场的功率因数限制值，为直驱风电机可调节无功功率的最小值，为直驱风电机可调节无功功率的最小值。
[0021]优选地：步骤S3中，光伏可调节无功功率的最大值和最小值通过如下方法计算：
[0022]其中，Q
gmax
为光伏可调节无功功率的最大值，
Q
gmin
为光伏可调节无功功率的最小值，P
Sg
为光伏发电设备输出的有功功率，U
pcc
为光伏并网点电压，U
dc
为光伏并网逆变器直流母线电压值， I
rmax
为光伏并网逆变器最大电流，ω代表同步转速，L为光伏发电输出滤波器的滤波电感值。
[0023]本专利技术的有益效果：通过本专利技术的方法，将特高压交直流电网的各个节点的新能源考虑其中，并非传统将新能源的无功调节视为定值，并准确确定出各个新能源无功电压灵敏度，并依据灵敏度调度相应的新能源场站对特高压交直流电网进行无功支撑，即能够满足整个特高压直流电网的无功需求，又能够确保整个电网的稳定性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中的流程示意图。
[0025]图2为无功功率和有功功率关系图。
具体实施方式
[0026]在下面的陈述中将具体对本专利技术的进行详细阐述，特别指出的是，以下仅仅是以较佳实施例对本专利技术的优选实施例进行了详细说明，本领域技术人员的任何对本专利技术的技术方案的修改以及等同替换，均包含在本申请的的技术方案所要求保护的范围之内。
[0027]本专利技术提供的一种基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法，包括如下步骤：
[0028]S1.获取特高压交直流电网的拓扑结构，并确定出拓扑结构中的功率节点；
[0029]S2.确定功率节点中的新能源类型，包括双馈风电机发电、直驱风电机发电以及光伏发电；
[0030]S3.计算各新能源的可调节无功功率的最大值和最小值，并根据潮流计算模型确定出新能源的可调节无功功率由最小值变化到最大值时功率节点母线的电压变化值ΔV；其中，潮流计算为现有技术，在此对其过程进行赘述；
[0031]S4.计算新能源的无功电压灵敏度δ：
[0032]其中，Q
max
为新能源的可调节无功功率的最大值，Q
min
为新能源的可调节无功功率的最小值；
[0033]S5.将所有功率节点的各新能源的无功电压灵敏度δ由大到小进行排序，并按照所确定的无功电压灵敏度δ排序序列对特高压交直流电网进行无功调节。
[0034]具体地：对于新能源场站进行特高压交直流电网的无功支撑调度中，需要考虑两方面的因素，其一是无功功率的调节范围，其二是无功电压灵敏度，如下：
[0035]当无功电压灵敏度排序完成后，从无功电压灵敏度中从大到小进行无功电压灵敏度选择，比如说：共有3个功率节点，A、B和C，每个功率节点具有新能源场站，并均包含双馈风机发电、直驱风机发电以及光伏发电，那么，三个功率节点中就具有9个无功电压灵敏度参数，为了简便，采用A1、A2、A3、B1、 B2、B3、C1、C2和C3表示9个无功电压灵敏度参数，其中，字母表示节点，1 表示双馈风电机，2表示直驱风电机，3表示光伏发电设备；计算得出的由大到小的排序为(C3、B2、B1、A3、A1、C2、C1、A2、B3)，那么首先选择无功电压灵敏度最大的新能源场站C3，即功率节点C的光伏发电设备作为无功支撑的备用设备；
[0036]确定各个新能源场站的无功功率调节范围，即可调节无功功率最大值和最小值之差，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.获取特高压交直流电网的拓扑结构，并确定出拓扑结构中的功率节点；S2.确定功率节点中的新能源类型，包括双馈风电机发电、直驱风电机发电以及光伏发电；S3.计算各新能源的可调节无功功率的最大值和最小值，并根据潮流计算模型确定出新能源的可调节无功功率由最小值变化到最大值时功率节点母线的电压变化值ΔV；S4.计算新能源的无功电压灵敏度δ：其中，Q
max
为新能源的可调节无功功率的最大值，Q
min
为新能源的可调节无功功率的最小值；S5.将所有功率节点的各新能源的无功电压灵敏度δ由大到小进行排序，并按照所确定的无功电压灵敏度δ排序序列对特高压交直流电网进行无功调节。2.根据权利要求1所述基于特高压交直流电网的新能源无功支撑分析方法，其特征在于：步骤S3中，双馈风电机可调节无功功率的最大值和最小值通过如下方法计算：其中，Q
g_min
为双馈风电机可调节无功功率的最小值，Q
g_max
为双馈风电机可调节无功功率的最大值，P
g
为双馈风电机发出的有功功率，U
s
为风机的机端电压，X
s
为风机定子电抗值，s为双馈风电机的转差率，S
wmax
为风机网侧变换器容...

【专利技术属性】
技术研发人员：付红军，孙冉，赵华，高泽，刘轶，张希全，田春笋，潘雪晴，雷一，江坷滕，
申请(专利权)人：四川锦樾能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：