基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法技术

本发明专利技术采用的技术方案是：基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法，包括以下步骤：实时采集用于预测受端电网的无功同步平衡能力的受端电网运行数据；所述无功同步平衡能力通过受端电网内各个节点的无功补偿设备、储能设备、负荷和电压状态信息表征受端电网内各个节点的无功同步平衡水平；根据采集到的受端电网运行数据进行迭代计算，预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力；基于下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的预测值评估电压稳定性，选择性调整受端电网各个节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组的无功出力。本发明专利技术可快速预测受端电网电压稳定性，基于预测结果对电网进行调整，提高电网运行安全性。提高电网运行安全性。提高电网运行安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法


[0001]本专利技术属于新能源电网运行
，具体涉及基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法。

技术介绍

[0002]由于我国风电和光伏资源富集型地区与负荷密集地区在地理上分布不一致问题，近年来国家开展了很多超、特高压输电工程。为积极实现“碳达峰”以及“碳中和”的战略目标，我国未来将进一步提高新能源发电占比和输送能力，并压缩本地火力机组的装机容量。目前一些城市用电不能自给自足，购电比例已达60%~70%，一方面受端负荷中心以发电机组为主的动态无功源逐渐减少，另一方面大量直流馈入反而造成系统电压调节能力的下降，这将使电网的暂态电压稳定性面临严峻挑战。在受端电网故障暂态恢复期间，逆变侧换流器将消耗大量动态无功功率，当其与系统暂态电压恢复过程不匹配时，将会加剧恶化受端电网的暂态电压稳定性，所以电压稳定的及时有效评估对电网运行安全有重大影响。
[0003]现有技术中针对电压稳定评估通常基于灵敏度指标或电压稳定裕度指标进行判断，该方法的判断准确性一般，且判断结果的利用性不高。鲜有通过各节点无功同步平衡能力来对电压稳定性进行评估，且未有电压稳定性预测性评估方法，同时也未见基于评估结果实现对电网调节的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供了一种基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法，可以快速预测受端电网电压稳定性，并基于预测结果对电网进行调整，提高电网运行的安全性。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法，包括以下步骤：实时采集用于预测受端电网的无功同步平衡能力的受端电网运行数据；所述无功同步平衡能力通过受端电网内各个节点的无功补偿设备、储能设备、负荷和电压状态信息表征受端电网内各个节点的无功同步平衡水平；根据采集到的受端电网运行数据进行迭代计算，预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力；基于下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的预测值评估电压稳定性，并选择性调整受端电网各个节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组的无功出力。
[0006]上述技术方案中，根据采集到的受端电网运行数据进行迭代计算，预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的过程包括：针对受端电网中任一个节点，首先求取该节点当前时刻的受端电网节点无功同步平衡能力；以当前时刻的受端电网节点无功同步平衡能力作为初始值，基于修正系数在初始值基础上进行迭代计算，得到下一个时刻该节点的无功同步平衡能力；所述修正系数用于表征受端电网当前的故障状态。
[0007]上述技术方案中，受端电网第i个节点当前时刻的无功同步平衡能力采用下式计算： ；式中，Q
i,bc
为受端电网第i个节点当前时刻的无功补偿设备的无功出力，Q
i,ES
为受端电网第i个节点当前时刻的储能设备的无功出力，Q
i,load
为受端电网第i个节点当前时刻负荷的无功需求；U
i
为受端电网第i个节点当前时刻电压值；U
i,pu
为受端电网第i个节点电压基准值，U
i,max
、U
i,min
为受端电网第i个节点电压的最大值和最小值。
[0008]上述技术方案中，采用归一化处理后的受端电网运行数据预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力。
[0009]上述技术方案中，受端电网第i个节点下一时刻的无功同步平衡能力ABS
(m)i,t+1
采用下式计算：；式中，ABS
(0)i,t+1
为初始值；K
wgtbxz
为修正系数；m为迭代次数，t表示当前时刻，P
’
i,load
表示为受端电网第i个节点的负荷功率归一化值；P
’
i,WT
表示为受端电网第i个节点的风电输出功率归一化值；P
’
i,ES
表示为受端电网第i个节点的储能设备输出功率归一化值；Q
’
i,ES
表示为受端电网第i个节点的储能设备的无功出力归一化值；Q
’
i,bc
表示为受端电网第i个节点的无功补偿设备的无功出力归一化值；Q
’
i,load
表示为受端电网第i个节点的负荷需求归一化值。
[0010]上述技术方案中，基于下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的预测值评估电压稳定性，并选择性调整受端电网各个节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组的无功出力的过程包括：如果计算得到的受端电网第i个节点无功同步平衡能力的预测值大于或等于设定阈值，则该节点无需增加无功出力；如果计算得到的受端电网第i个节点无功同步平衡能力的预测值小于设定阈值，则令该节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组增加无功出力。
[0011]上述技术方案中，如果计算得到的受端电网第i个节点无功同步平衡能力的预测值小于设定阈值，采用下式计算受端电网第i个节点的无功出力总调节值
△
Q
i
：
△
Q
i
=K
wgtbxz
*ABS
(m)i,t+1
（Q
i,bc
+Q
i,ES
）；其中，K
wgtbxz
为修正系数，ABS
(m)i,t+1
为受端电网第i个节点下一时刻的无功同步平衡能力；Q
i,ES
表示当前时刻受端电网第i个节点的储能设备的无功出力；Q
i,bc
表示当前时刻受端电网第i个节点的无功补偿设备的无功出力值；
该无功出力总调节值由受端电网第i个节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组按照先后顺序增加无功出力提供，直至满足无功出力总调节值
△
Q
i
：若无功补偿设备的无功出力增加至额定值仍不满足该无功出力总调节值时，再由储能设备补充无功出力直至满足该无功出力总调节值；若无功补偿设备和储能设备的无功出力均增加至额定值仍不满足该无功出力总调节值时，再由火电机组增加无功出力以满足剩余需求。
[0012]上述技术方案中，采用下式计算受端电网运行数据的归一化值：；其中， P
i,load,max
为受端电网第i个节点的负荷功率最大值；P
i,WT,max
为为受端电网第i个节点的风电输出功率最大值；P
i,ES,max
为为受端电网第i个节点的储能设备输出功率最大值； Q
i,load,max
为受端电网第i个节点的无功补偿设备的无功出力最大值； Q
i,bc,max
为受端电网第i个节点的储能设备的无功出力最大值；Q
i,ES,max
为受端电网第i个节点负荷的无功需求最大值；U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于受端电网无功同步平衡能力预测的电压稳定评估方法，其特征在于：包括以下步骤：实时采集用于预测受端电网的无功同步平衡能力的受端电网运行数据；所述无功同步平衡能力通过受端电网内各个节点的无功补偿设备、储能设备、负荷和电压状态信息表征受端电网内各个节点的无功同步平衡水平；根据采集到的受端电网运行数据进行迭代计算，预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力；基于下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的预测值评估电压稳定性，并选择性调整受端电网各个节点的无功补偿设备、储能设备和火电机组的无功出力。2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：根据采集到的受端电网运行数据进行迭代计算，预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力的过程包括：针对受端电网中任一个节点，首先求取该节点当前时刻的受端电网节点无功同步平衡能力；以当前时刻的受端电网节点无功同步平衡能力作为初始值，基于修正系数在初始值基础上进行迭代计算，得到下一个时刻该节点的无功同步平衡能力；所述修正系数用于表征受端电网当前的故障状态。3.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：受端电网第i个节点当前时刻的无功同步平衡能力ABS
i
采用下式计算：；式中，Q
i,bc
为受端电网第i个节点当前时刻的无功补偿设备的无功出力，Q
i,ES
为受端电网第i个节点当前时刻的储能设备的无功出力，Q
i,load
为受端电网第i个节点当前时刻负荷的无功需求；U
i
为受端电网第i个节点当前时刻电压值；U
i,pu
为受端电网第i个节点电压基准值，U
i,max
、U
i,min
为受端电网第i个节点电压的最大值和最小值。4.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：采用归一化处理后的受端电网运行数据预测下一个时刻受端电网各个节点的无功同步平衡能力。5.根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于：受端电网第i个节点下一时刻的无功同步平衡能力ABS
(m)i,t+1
采用下式计算：；式中， ABS
(0)i,t+1
为初始值；K
wgtbxz
为修正系数；m为迭代次数，t表示当前时刻，P
’
i,load
表示为受端电网第i个节点的负荷功率归一化值；P
’
i,WT
表示为受端电网第i个节点的风电输出功率归一化值；P
’
i,ES
表示为受端电网第i个节点的储能设备输出功率归一化值；Q
’
i,ES
表示为受端电网第i个节点的储能设备的无功出力归一化值；Q
’
i,bc
表示为受端电
网第i个节点的无功补偿设备的无功出力归一化值；Q
’
i,load
表示为受端电网第i个节点的负荷需求归一化值。6.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：基于下一个时刻受端电网各个节...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑旭，关钦月，徐敬友，郭婷，赵爽，徐小琴，熊炜，王姝，李智，张文朝，赵伯铉，吕鹏，张轩昂，林洁瑜，熊秀文，黄大玮，杨明，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：