一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法技术方案

一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，该方法先构建虑节点

【技术实现步骤摘要】
一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法


[0001]本专利技术属于电网
，具体涉及一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法。

技术介绍

[0002]在“双碳”目标的指引下，近年来我国新能源建设迅速发展，新能源装机容量迅速增长。截止到2022年底，我国风电、光伏新增装机容量约1.01亿kW，占比超过全球风电、光伏新增装机容量的50％，成为全球可再生能源发展的中坚力量。预计到2030年，我国风电、光伏总装机容量将超过12亿kW。未来，我国电力系统将演变成为以规模化新能源为电源主体的新型电力系统，具有绿色清洁、低碳环保的特征。
[0003]由于新能源出力的间歇性与波动性，新能源规模化接入电网带来了一系列挑战，包括电网调峰压力增大、频率跌落、电压越限等。同时，新能源的规模化接入还会导致电力系统的短路容量降低，进而引发系统宽频带振荡等一系列问题。现有研究中多采用短路比指标来衡量电力系统的短路容量变化，然而既有短路比指标没有计及新能源多场站之间的交互影响，无法衡量新能源规模化接入对电力系统整体短路容量的影响，也就不能准确衡量电力系统的短路容量变化。因此，亟需提出一个能够正确衡量新能源规模化接入对电力系统短路容量影响的短路比指标，合理评估电力系统新能源接纳能力的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种准确合理的基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，依次包括以下步骤：
[0007]步骤A、构建电力系统新能源接纳能力评估模型，其中，所述评估模型的目标函数F为：
[0008]F＝max(p1F1+p2F2)
[0009][0010]上式中，F1、F2为优化目标，p1、p2分别为F1、F2的权重，S
RE,i
为直接接入第i个负荷节点的新能源场站并网容量，i＝1,2,
···
,m，S
G,j
为系统中第j个同步机组的装机容量，m为系统中含新能源场站并网的负荷节点数量，j＝m+1,m+2,
···
,n，n为系统的负荷节点总
数，SCR
system
为系统短路容量比；
[0011]步骤B、采用改进粒子群算法对构建的评估模型进行求解，得到系统最大新能源接入容量。
[0012]所述系统短路比SCR
system
根据以下公式计算得到：
[0013][0014][0015][0016]上式中，SCR
node,i
为第i个负荷节点的短路容量比，ω
i
为第i个负荷节点所对应的权重，U
ac,i
为新能源场站并网前第i个负荷节点的电压，为新能源场站并网前电力系统向第i个负荷节点提供的短路容量，上方的点表示复数，为并网后新能源场站向第i个负荷节点提供的短路容量，对于不含新能源并网的负荷节点，为第i个负荷节点所需的功率。
[0017]所述的确定方法包括：
[0018]采用戴维南定理与叠加定理将含新能源多场站并网的交流电力系统划分为含新能源多场站接入的电力系统模型、不含新能源多场站接入的电力系统模型；
[0019]对于含新能源多场站接入的电力系统模型，先基于系统的阻抗参数确定新能源场站并网前各负荷节点的电压和电流，然后求出
[0020]对于不含新能源多场站接入的电力系统模型，先基于系统的阻抗参数确定新能源场站接入引起的负荷节点电压变化量以及新能源场站向负荷节点注入的电流，然后求出
[0021]所述通过以下公式计算得到：
[0022][0023][0024]上式中，为第i个负荷节点的电压，为新能源场站并网前第i个负荷节点的电压，为系统对第i个负荷节点的等值复阻抗，为第i个负荷节点与第j个负荷节点之间的等值复阻抗，i,j＝1,2,
···
,n，U
ac
为新能源并网前的负荷节点电压列向量，I
ac
为新能源场站并网前系统向负荷节点注入的电流列向量；
[0025]所述通过以下公式计算得到：
[0026][0027][0028][0029]上式中，为新能源场站接入对第i个负荷节点造成的电压变化量，为新能源场站接入对第i个负荷节点造成的电压变化量，分别为直接接入第i、j个负荷节点的新能源场站并网容量，*表示复数的共轭运算，分别为新能源场站向第i、j个负荷节点注入的电流，i,j＝1,2,
···
,m，ΔU为新能源场站接入引起的负荷节点电压变化量列向量，I
RE
为新能源场站向负荷节点注入的电流列向量。
[0030]所述电力系统新能源接纳能力评估模型的约束条件包括同步机组的出力限制、新能源场站出力限制、功率平衡约束、输电线路功率限制；
[0031]所述同步机组的出力限制为：
[0032]P
G,imin
≤P
G,i
≤P
G,imax
[0033]上式中，P
G,i
为连接第i个负荷节点的同步机输出有功功率，P
G,imax
、P
G,imin
分别为连接第i个负荷节点的同步机输出有功功率的最大、最小值；
[0034]所述新能源场站出力限制为：
[0035]P
RE,imin
≤P
RE,i
≤P
RE,imax
[0036]上式中，P
RE,i
为连接第i个负荷节点的新能源场站输出有功功率，P
RE,imax
、P
RE,imin
分别为连接第i个负荷节点的新能源场站输出有功功率的最大、最小值；
[0037]所述功率平衡约束为：
[0038][0039]上式中P
load,i
、Q
load,i
分别为第i个负荷节点所需有功、无功功率，Q
G,i
、Q
RE,j
分别为连接第i个负荷节点的同步机输出无功功率、连接第j个负荷节点新能源场站输出无功功率；
[0040]所述输电线路功率限制为：
[0041]P
line,ij
≤P
line,ijmax
[0042]上式中，P
line,ij
、P
line,ijmax
分别为连接第i、j个负荷节点的输电线路传输功率及其最大值。
[0043]所述第i个负荷节点所需的功率通过以下公式计算得到：
[0044][0045]上式中，P
load,i
、Q
load,i
分别为第i个负荷节点所需有功、无功功率，j为复数。
[0046]所述步骤B依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，其特征在于：所述评估方法依次包括以下步骤：步骤A、构建电力系统新能源接纳能力评估模型，其中，所述评估模型的目标函数F为：F＝max(p1F1+p2F2)上式中，F1、F2为优化目标，p1、p2分别为F1、F2的权重，S
RE,i
为直接接入第i个负荷节点的新能源场站并网容量，i＝1,2,
···
,m，S
G,j
为系统中第j个同步机组的装机容量，m为系统中含新能源场站并网的负荷节点数量，j＝m+1,m+2,
···
,n，n为系统的负荷节点总数，SCR
system
为系统短路容量比；步骤B、采用改进粒子群算法对构建的评估模型进行求解，得到系统最大新能源接入容量。2.根据权利要求1所述的一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，其特征在于：所述系统短路比SCR
system
根据以下公式计算得到：根据以下公式计算得到：根据以下公式计算得到：上式中，SCR
node,i
为第i个负荷节点的短路容量比，ω
i
为第i个负荷节点所对应的权重，U
ac,i
为新能源场站并网前第i个负荷节点的电压，为新能源场站并网前电力系统向第i个负荷节点提供的短路容量，上方的点表示复数，为并网后新能源场站向第i个负荷节点提供的短路容量，对于不含新能源并网的负荷节点，个负荷节点提供的短路容量，对于不含新能源并网的负荷节点，为第i个负荷节点所需的功率。3.根据权利要求2所述的一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，其特征在于：
所述的确定方法包括：采用戴维南定理与叠加定理将含新能源多场站并网的交流电力系统划分为含新能源多场站接入的电力系统模型、不含新能源多场站接入的电力系统模型；对于含新能源多场站接入的电力系统模型，先基于系统的阻抗参数确定新能源场站并网前各负荷节点的电压和电流，然后求出对于不含新能源多场站接入的电力系统模型，先基于系统的阻抗参数确定新能源场站接入引起的负荷节点电压变化量以及新能源场站向负荷节点注入的电流，然后求出4.根据权利要求3所述的一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，其特征在于：所述通过以下公式计算得到：通过以下公式计算得到：上式中，为第i个负荷节点的电压，为新能源场站并网前第i个负荷节点的电压，为系统对第i个负荷节点的等值复阻抗，为第i个负荷节点与第j个负荷节点之间的等值复阻抗，i,j＝1,2,
···
,n，U
ac
为新能源并网前的负荷节点电压列向量，I
ac
为新能源场站并网前系统向负荷节点注入的电流列向量；所述通过以下公式计算得到：
上式中，为新能源场站接入对第i个负荷节点造成的电压变化量，为新能源场站接入对第i个负荷节点造成的电压变化量，分别为直接接入第i、j个负荷节点的新能源场站并网容量，*表示复数的共轭运算，分别为新能源场站向第i、j个负荷节点注入的电流，i,j＝1,2,
···
,m，ΔU为新能源场站接入引起的负荷节点电压变化量列向量，I
RE
为新能源场站向负荷节点注入的电流列向量。5.根据权利要求1所述的一种基于短路容量比的电力系统新能源接纳能力评估方法，其特征在于：所述电力系统新能源接纳能力评估模型的约束条件包括同步机组的出力限制、新能源场站出力限制、功率平衡约束、输电线路功率限制；所述同步机组的出力限制为：P
G,imin
≤P
G,i
≤P
G,imax
上式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：金维刚，陈磊，陈红坤，郑燊聪，蒋禹齐，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：