静态电压稳定分析方法、装置及计算机存储介质制造方法及图纸

一种静态电压稳定分析方法及装置，该方法包括：获取潮流数据和动态数据；基于所述潮流数据，得到潮流计算结果；根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判断新能源发电机组是否进入限幅状态；根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率。通过本发明专利技术实施例提供的方法及装置，对新能源发电机组的电压支撑能力进行了准确评估，可实现对含高比例新能源的电力系统进行准确的静态电压稳定分析，并且该方法简便易行，具有较高的工程适用性，可以有效保障电力系统的安全稳定运行。安全稳定运行。安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
静态电压稳定分析方法、装置及计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统仿真分析
，具体而言，涉及一种静态电压稳定分析方法、装置及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]电力系统的静态电压稳定是电力系统电压在小扰动下是否会发生非周期性失稳的问题。静态电压稳定分析的主要目的是计算得出系统的静态稳定功率极限，以确定系统的静态安全稳定运行范围，在电力系统实际运行中得到了非常广泛的应用，被用来分析系统向负荷中心供电的极限功率、直流所接入的交流系统所能够承载的直流最大功率等。对于复杂系统的静态电压稳定分析常用的方法是连续潮流法，通过使系统按照给定规律连续地恶化运行工况，直到静稳极限判据被满足，则此时的工况即为系统的静态稳定极限。
[0003]电力系统的静态电压稳定性主要由稳态工作点处各设备对电压的钳位和支撑能力决定。随着风、光等新能源发电机组对传统同步发电机组的替代，以及新能源发电机组采用虚拟同步控制或下垂控制等方式参与电压支撑和调节，新能源发电机组对电力系统静态电压稳定性的影响愈发凸显。
[0004]然而，传统的静态电压稳定分析方法中或忽略风、光等新能源发电机组的影响，或将新能源发电机组等同为同步发电机组进行分析。以上两种处理方法均不能正确反映新能源发电机组对电力系统静态电压稳定的影响。
[0005]其原因在于：连续潮流法本质上是基于潮流计算，寻找潮流解是否存在的临界工况。传统连续潮流法在计算中一般将工作于定交流电压控制模式的新能源发电机组的机端电压设置为常数。然而对于新能源发电机组，其运行机理决定了其并不存在一个与同步发电机组类似的、内生的保持恒定的内电势E
’
，其暂态过程中对机端电压的支撑能力来源于根据测量得到的机端电压快速调整输出的无功功率，机端电压的支撑效果取决于控制逻辑和控制参数的设置，且因为限流环节的存在，与其有功出力水平等也有关系。传统的连续潮流法并未考虑上述因素，导致其在应用于高比例新能源电力系统时，静态电压稳定分析结果存在较大误差。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提出了一种静态电压稳定分析方法、装置及计算机存储介质，旨在解决现有静态电压稳定分析方法应用于高比例新能源电力系统时，静态电压稳定分析结果存在较大误差的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种静态电压稳定分析方法，所述方法包括：获取潮流数据和动态数据；基于所述潮流数据，得到潮流计算结果；根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判断新能源发电机组是否进入限幅状态；根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率。
[0008]进一步地，所述基于所述潮流数据，得到潮流计算结果，包括：基于所述潮流数据，
采用连续潮流计算方法，得到潮流计算结果。
[0009]进一步地，所述根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判断新能源发电机组是否进入限幅状态，包括：将多个新能源发电机组中的每个新能源发电机组依次选择作为目标新能源发电机组，进行如下步骤，直至遍历所有新能源发电机组为止：计算所述目标新能源发电机组的电流；判断所述目标新能源发电机组的电流是否超出电流限幅值；若超出电流限幅值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为电流达到限幅值；判断所述目标新能源发电机组的节点类型是否为PV节点；若是PV节点，则判断所述目标新能源发电机组的无功功率是否超出节点无功功率上限值或下限值；若超出无功功率上限值或下限值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为无功功率越限。
[0010]进一步地，所述计算所述目标新能源发电机组的电流，包括：采用如下公式计算所述目标新能源发电机组的电流I
i
：；其中，P
i
为节点的有功功率，Q
PVi
为节点的无功功率，U
i
为节点的电压。
[0011]进一步地，所述节点无功功率上限值Q
maxi
和下限值Q
mini
，采用如下公式计算得到：；其中，U
i
为节点的电压，I
maxi
为节点i处新能源机组的电流限幅值，Q
max0i
为节点无功功率初始上限，Q
min0i
为节点无功功率初始下限。
[0012]进一步地，所述根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率，包括：根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，采用扩展雅可比矩阵计算，得到当前扩展雅可比矩阵的最小特征根；判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根是否达到静稳极限；若达到所述静稳极限，则将当前功率作为静态电压稳定极限功率输出；若未达到所述静稳极限，则按照预设的功率调整规则，更新各节点的有功功率和无功功率，并重新返回获取潮流数据和动态数据步骤，直至达到所述静稳极限。
[0013]进一步地，所述判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根是否达到静稳极限，包括：判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根λ
min
是否满足如下条件：；其中，λ
min_hist
为前一次扩展雅可比矩阵的最小特征根，ε为预设的一个小值。
[0014]进一步地，所述潮流数据包括：网络拓扑结构和支路参数、节点有功功率P
i
、PQ节点的无功功率Q
PQi
，PV节点的节点电压U
i
、节点无功功率初始上限Q
max0i
和节点无功功率初始下限Q
min0i
；所述动态数据包括：新能源发电机组的交流电压控制增益K
i
和电流限幅值I
maxi
，其中i=1,2,
…
,n，n为电力系统中节点数量，n为正整数。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种静态电压稳定分析装置，所述装置包括：数据获取单元，用于获取潮流数据和动态数据；潮流计算单元，用于基于所述潮流数据，得到潮流计算结果；判断单元，用于根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判
断新能源发电机组是否进入限幅状态；计算单元，用于根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率。
[0016]进一步地，所述潮流计算单元，还用于：基于所述潮流数据，采用连续潮流计算方法，得到潮流计算结果。
[0017]进一步地，所述判断单元，还用于：将多个新能源发电机组中的每个新能源发电机组依次选择作为目标新能源发电机组，进行如下步骤，直至遍历所有新能源发电机组为止：计算所述目标新能源发电机组的电流；判断所述目标新能源发电机组的电流是否超出电流限幅值；若超出电流限幅值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为电流达到限幅值；判断所述目标新能源发电机组的节点类型是否为PV节点；若是PV节点，则判断所述目标新能源发电机组的无功功率是否超出节点无功功率上限值或下限值；若超出无功功率上限值或下限值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为无功功率越限。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静态电压稳定分析方法，其特征在于，所述方法包括：获取潮流数据和动态数据；基于所述潮流数据，得到潮流计算结果；根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判断新能源发电机组是否进入限幅状态；根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述潮流数据，得到潮流计算结果，包括：基于所述潮流数据，采用连续潮流计算方法，得到潮流计算结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述潮流计算结果、所述潮流数据和所述动态数据，判断新能源发电机组是否进入限幅状态，包括：将多个新能源发电机组中的每个新能源发电机组依次选择作为目标新能源发电机组，进行如下步骤，直至遍历所有新能源发电机组为止：计算所述目标新能源发电机组的电流；判断所述目标新能源发电机组的电流是否超出电流限幅值；若超出电流限幅值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为电流达到限幅值；判断所述目标新能源发电机组的节点类型是否为PV节点；若是PV节点，则判断所述目标新能源发电机组的无功功率是否超出节点无功功率上限值或下限值；若超出无功功率上限值或下限值，则将所述目标新能源发电机组的状态置为无功功率越限。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标新能源发电机组的电流，包括：采用如下公式计算所述目标新能源发电机组的电流I
i
：；其中，P
i
为节点的有功功率，Q
PVi
为节点的无功功率，U
i
为节点的电压。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点无功功率上限值Q
maxi
和下限值Q
mini
，采用如下公式计算得到：；其中，U
i
为节点的电压，I
maxi
为节点i处新能源机组的电流限幅值，Q
max0i
为节点无功功率初始上限，Q
min0i
为节点无功功率初始下限。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，得到静态电压稳定极限功率，包括：根据所述限幅结果和所述潮流计算结果，采用扩展雅可比矩阵计算，得到当前扩展雅
可比矩阵的最小特征根；判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根是否达到静稳极限；若达到所述静稳极限，则将当前功率作为静态电压稳定极限功率输出；若未达到所述静稳极限，则按照预设的功率调整规则，更新各节点的有功功率和无功功率，并重新返回获取潮流数据和动态数据步骤，直至达到所述静稳极限。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根是否达到静稳极限，包括：判断所述当前扩展雅可比矩阵的最小特征根λ
min
是否满足如下条件：；其中，λ
min_hist
为前一次扩展雅可比矩阵的最小特征根，ε为预设的一个小值。8.根据权利要求1
‑
7任一所述的方法，其特征在于，所述潮流数据包括：网络拓扑结构和支路参数、节点有功功率P
i
、PQ节点的无功功率Q
PQi
，PV节点的节点电压U
i
、节点无功功率初始上限Q
max0i
和节点无功功率初始下限Q
min0i
；所述动态数据包括：新能源发电机组的交流电压控制增益K
i
和电流限幅值I
maxi
，其中i=1,2,
…
,n，n为电力系统中节点数量，n为正整数。9.一种静态电压稳定分析装置，其特征在于，所述装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，郭剑波，郭强，马士聪，王铁柱，赵兵，荆逸然，侯玮琳，罗魁，范士雄，徐浩田，王姗姗，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：