计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法，包括：分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；当所述新能源机端电压最大值大于预设机端电压峰值或交流母线电压最大值大于预设交流母线电压峰值时，确定存在过电压风险；根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数；根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果。确定评估结果。确定评估结果。

【技术实现步骤摘要】
计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法


[0001]本专利技术涉及高比例新能源电力系统安全稳定性分析
，并且更具体地，涉及一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源电源的大量投运和大容量交直流输电工程的相继投产，我国已形成具有高比例新能源发电设备接入交直流混联电网基本格局。各类故障扰动后，以过电压为代表的系统安全性问题日渐凸显。
[0003]引发高比例新能源电力系统过电压的诱因众多、作用机理丰富。现有研究主要依据新能源电力系统故障期间产生的无功盈余，并计算由其引发的电压变化，其研究重点为对无功来源及其盈余容量进行计算和分析，忽略了暂态过程中新能源发电设备控制系统动态对系统电压的助增作用，造成理论分析结果与仿真结果存在较大偏差。
[0004]通常来说，高比例新能源电力系统中，由于新能源机端电压超越过电压保护定值或交流母线电压超过绝缘配合限值均可能引发电力系统安全性问题。锁相环是新能源发电设备控制系统的主要环节之一，其主要作用是保证新能源发电设备与电网间的同步运行。一旦锁相环因异常运行状态而无法准确锁定电网相位，将引发新能源发电设备失去同步，继而退出运行。然而，目前缺少计及锁相环动态的计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法，以解决如何对高比例新能源电力系统过电压进行风险评估的问题。
[0006]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法，所述方法包括：
[0007]分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；
[0008]分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；
[0009]当所述新能源机端电压最大值大于预设机端电压峰值或交流母线电压最大值大于预设交流母线电压峰值时，确定存在过电压风险；
[0010]根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数；
[0011]根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果。
[0012]优选地，其中分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：
[0013][0014][0015]其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll
(t)为t时刻锁相环的角频率；δ
pll
(t)为t时刻锁相环的锁相角；L∑为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0016]优选地，其中所述分别确定新能源机端设备和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：
[0017][0018][0019]其中，U
r_max
为新能源机端电压最大值；U
s_max
为交流母线电压最大值；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0020]优选地，其中，所述根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数，包括：
[0021][0022][0023]其中，k
r
为机端过电压风险系数；k
s
为交流母线过电压风险系数；U
r
为新能源机端电压幅值；U
s
为交流母线电压幅值。
[0024]优选地，其中根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果，包括：
[0025]若新能源机端过电压风险系数等于0，则确定评估结果为新能源机端临界风险；
[0026]若新能源机端过电压风险系数大于0，则确定评估结果为新能源机端存在风险；
[0027]若交流母线过电压风险系数等于0，则确定评估结果为交流母线临界风险；
[0028]若交流母线过电压风险系数等于0，则确定评估结果为交流母线存在风险。
[0029]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算系统，所述系统包括：
[0030]电压幅值确定单元，用于分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；
[0031]电压最大值确定单元，用于分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；
[0032]判断单元，用于当所述新能源机端电压最大值大于预设机端电压峰值或交流母线电压最大值大于预设交流母线电压峰值时，确定存在过电压风险；
[0033]系数确定单元，用于根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数；
[0034]评估单元，用于根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果。
[0035]优选地，其中所述电压幅值确定单元，分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：
[0036][0037][0038]其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll
(t)为t时刻锁相环的角频率；δ
pll
(t)为t时刻锁相环的锁相角；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0039]优选地，其中所述电压最大值确定单元，分别确定新能源机端设备和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：
[0040][0041][0042]其中，U
r_max
为新能源机端电压最大值；U
s_max
为交流母线电压最大值；U
g
为交流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算方法，其特征在于，所述方法包括：分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；当所述新能源机端电压最大值大于预设机端电压峰值或交流母线电压最大值大于预设交流母线电压峰值时，确定存在过电压风险；根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数；根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll
(t)为t时刻锁相环的角频率；δ
pll
(t)为t时刻锁相环的锁相角；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定新能源机端设备和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：其中，U
r_max
为新能源机端电压最大值；U
s_max
为交流母线电压最大值；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述新能源机端电压幅值计算新能源机端过电压风险系数或根据所述交流母线电压幅值计算交流母线过电压风险系数，包括：
其中，k
r
为机端过电压风险系数；k
s
为交流母线过电压风险系数；U
r
为新能源机端电压幅值；U
s
为交流母线电压幅值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述新能源机端过电压风险系数或交流母线过电压风险系数进行风险评估，确定评估结果，包括：若新能源机端过电压风险系数等于0，则确定评估结果为新能源机端临界风险；若新能源机端过电压风险系数大于0，则确定评估结果为新能源机端存在风险；若交流母线过电压风险系数等于0，则确定评估结果为交流母线临界风险；若交流母线过电压风险系数等于0，则确定评估结果为交流母线存在风险。6.一种计及锁相环动态的新能源电力系统过电压风险计算系统，其特征在于，所述系统包括：电压幅值确定单元，用于分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；电压最大值确定单元，用于分别确定新能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一鸣，徐式蕴，孙华东，王姝彦，毕经天，
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：