一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，属于电压稳定性分析技术领域。包括以下步骤：建立交直流大电网电压指标系统，指标系统至少包括：静态电压稳定指标层和暂态电压稳定指标层，给对应指标层创建相应的评价指标，并赋予对应的评价值；建立三角模糊函数，对评价值处理得到数值化指标，将得到的数值化指标建立标准数据库，获取节点电压，基于指标系统对获取的节点电压做出相适配的评估值，并对评估值进行数值化处理得到对应的评估指标，评估指标与数值化指标进行比对，依据比对的结果判断当前交直流大电网系统的电压稳定状态。本发明专利技术对各个因素的评价结果得到不同因素下的薄弱节点，综合评估电压稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法


[0001]本专利技术属于电压稳定性分析
，具体涉及一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济与社会的快速发展，电力系统互联程度不断增强，电网结构愈趋复杂，尤其是风电等新能源的大规模接入之后，电力系统的安全稳定问题日益凸显。如何衡量交直流大电网安全状态，比较不同地区的电网电压稳定性水平，对电网整体发展至关重要。通过对电力系统电压稳定水平的评估，可以得出系统安全稳定裕度；为电力调度、决策和制定防止电压失稳崩溃方案提供理论依据。
[0003]传统电力系统电压稳定性分析方法有模态分析法，灵敏度分析法，时域仿真方法、解析法等。在对电压稳定性评估过程中，通常只针对某单一属性进行分析评估。然而对庞大复杂的电力系统而言，对电力系统稳定性的者某一部分评估都不足以反应其整体的安全、稳定状态。需要借助建立一种多角度，多层次的指标体系的综合评价方法，从宏观上对电网电压安全运行状态进行整体评价。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提供一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，解决了现有技术存在的上述问题。
[0005]技术方案：一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，包括以下步骤：
[0006]建立交直流大电网电压指标系统，所述指标系统至少包括：静态电压稳定指标层和暂态电压稳定指标层；分别于静态电压稳定指标层和暂态电压稳定指标层中对应创建静态电压稳定评价指标和暂态电压稳定评价指标，并赋予对应的评价值；
[0007]建立三角模糊函数，对所述评价值进行模糊、无量钢化赋值得到数值化指标，将得到的数值化指标建立标准数据库，获取节点电压，基于指标系统对获取的节点电压做出相适配的评估值，并对评估值进行数值化处理得到对应的评估指标，通过评估指标与标准数据库内的数值化指标进行比对，依据比对的结果判断当前交直流大电网系统的电压稳定状态；
[0008]对每个评估值均引入权重概念，对评估值对应的权重进行加权求和，依据加权求和的结果为交直流大电网系统运行调度提供依据。
[0009]优选的，所述静态电压稳定评价指标的获取流程如下：
[0010]分别获取节点电压的电压裕度指标、有功功率裕度指标、无功功率裕度指标、有功电压灵敏度指标、无功电压灵敏度指标和母线参与因子，利用匹配曲线分析法、灵敏度分析法和模态分析法得到静态电压稳定评价指标。
[0011]优选的，所述暂态电压稳定评价指标的获取步骤如下：
[0012]当存在故障发生时，获取故障发生后的故障极限切除时长、故障时母线线路电压跌落的幅值、故障后电压跌落的幅值持续的时长和联络线功率配合时域仿真法，得到暂态电压稳定评价指标。
[0013]优选的，所述电压裕度指标的建立流程如下：获取潮流稳定状态下的节点电压值U，定义与节点电压值U处于同一状态下但所有负荷设为零时解潮流所得的节点电压U0，则，电压裕度指标表示为U/U0。
[0014]优选的，所述有功功率裕度指标的建立流程如下：获取PV曲线上负荷节点P0，获取一个区域的负荷功率极限P
max
，则，有功功率裕度指标表示为K
P
＝(P
max
‑
P0)/P0。
[0015]优选的，所述无功功率裕度指标的建立流程如下：获取PV曲线的最小值Q0，判断Q0与U轴的位置关系，获得负荷无功功率极限Q
max
，则，无功功率裕度指标表示为K
Q
＝(Q
max
‑
Q0)/Q0。
[0016]优选的，所述无功电压灵敏度指标的建立流程如下：获取无功功率的传输极限和电压稳定的极限运行则，无功电压灵敏指标表示为
[0017]优选的，所述有功电压灵敏度指标的建立流程如下：获取有功功率的传输极限和电压稳定的极限运动则，有功电压灵敏指标表示为
[0018]优选的，所述母线参与因子的建立流程如下：通过求解潮流方程的雅克比矩阵获取特征值，得到母线参与因子，其表达式为P
i
＝ξ
i
η
i
。
[0019]优选的，当故障发生时，通过获取故障极限切除时间、母线线路电压跌落的幅值、电压跌落的幅值持续的时长和联络线功率对当前交直流大电网系统的电压稳定状态进行判断：
[0020]故障极限切除时间表示故障发生时，承受的暂态打扰时间，暂态打扰时间越长，则表示暂态稳定裕度越大，反之，则表示暂态稳定裕度越小；
[0021]故障时母线线路电压跌落的幅值表示故障后电压跌落的幅值持续的时长故障时母线线路电压跌落的幅值表示母线线路电压跌落的最大值，幅值在预定的范围内，则表示暂态电压稳定性高，反之，则表示暂态电压稳定性低；
[0022]故障后电压跌落的幅值持续的时长表示故障后电压跌落的幅值在预定范围内，且持续时间长，则表示暂态电压稳定性高，反之，则表示暂态电压稳定性低；
[0023]联络线功率表示故障后联络线的有功功率和无功功率的变化规律，器联络线功率越低，则表示电压稳定性低，反之，则表示电压稳定性高。
[0024]优选的，对每个评价值均引入权重概念的步骤如下：
[0025]首先确定三角模糊函数，所述三角模糊函数表示为：
[0026][0027]式中：s表示l的下限；u表示l的上限，s<<l<<u，s和u均表示评价值的模糊程度，u
‑
s越大，模糊程度越高，反之亦然，
[0028]通过三角模糊函数的计算公式得到相应的三角模糊评估矩阵A，A＝[a
ij
]，其中a
ij
为子目标i相对于子目标j的重要程度，并依据重要程度的不同进行赋值，并用r
ij
表示对应的赋予的值；
[0029]其次，对所述评价值进行模糊、无量钢化赋值得到数值化指标的流程如下：
[0030]对节点电压的各个指标进行无量纲化处理，构成矩阵采用公式节点电压的各个指标去量纲化，其中公式a用于大型指标无量纲化，公式b用于小型指标无量纲化，得到模糊评估矩阵R
i
，R
i
＝[r
ij
]n
×
m
，r
ij
表示评价因素集中第i个因素与评语等级集V中第j个等级V
j
的隶属程度，其中，评价因素集至少包括故障发生后的故障极限切除时长、故障时母线线路电压跌落的幅值、故障后电压跌落的幅值持续的时长和联络线功率，评语等级集V＝{V
L
，V
M
，V
H
}，其中，V
L
表示暂态电压稳定性差，V
M
表示暂态电压稳定性中等，V
H
表示暂态电压稳定性好，假设x
ij
≥0，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电压稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：建立交直流大电网电压指标系统，所述指标系统至少包括：静态电压稳定指标层和暂态电压稳定指标层；分别于静态电压稳定指标层和暂态电压稳定指标层中对应创建静态电压稳定评价指标和暂态电压稳定评价指标，并赋予对应的评价值；建立三角模糊函数，对所述评价值进行模糊、无量钢化赋值得到数值化指标，将得到的数值化指标建立标准数据库，获取节点电压，基于指标系统对获取的节点电压做出相适配的评估值，并对评估值进行数值化处理得到对应的评估指标，通过评估指标与标准数据库内的数值化指标进行比对，依据比对的结果判断当前交直流大电网系统的电压稳定状态；对每个评估值均引入权重概念，对评估值对应的权重进行加权求和，依据加权求和的结果为交直流大电网系统运行调度提供依据。2.根据权利要求1所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述静态电压稳定评价指标的获取流程如下：分别获取节点电压的电压裕度指标、有功功率裕度指标、无功功率裕度指标、有功电压灵敏度指标、无功电压灵敏度指标和母线参与因子，利用匹配曲线分析法、灵敏度分析法和模态分析法得到静态电压稳定评价指标。3.根据权利要求1所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述暂态电压稳定评价指标的获取步骤如下：当存在故障发生时，获取故障发生后的故障极限切除时长、故障时母线线路电压跌落的幅值、故障后电压跌落的幅值持续的时长和联络线功率配合时域仿真法，得到暂态电压稳定评价指标。4.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述电压裕度指标的建立流程如下：获取潮流稳定状态下的节点电压值U，定义与节点电压值U处于同一状态下但所有负荷设为零时解潮流所得的节点电压U0，则，电压裕度指标表示为U/U0。5.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述有功功率裕度指标的建立流程如下：获取PV曲线上负荷节点P0，获取预定区域的负荷功率极限P
max
，则，有功功率裕度指标表示为K
P
＝(P
max
‑
P0)/P0。6.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述无功功率裕度指标的建立流程如下：获取PV曲线的最小值Q0，判断Q0与U轴的位置关系，获得负荷无功功率极限Q
max
，则，无功功率裕度指标表示为K
Q
＝(Q
max
‑
Q0)/Q0。7.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述无功电压灵敏度指标的建立流程如下：获取无功功率的传输极限和电压稳定的极限运行则，无功电压灵敏指标表示为8.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，其特征在于，所述有功电压灵敏度指标的建立流程如下：获取有功功率的传输极限和电压稳定的极限运动则，有功电压灵敏指标表示为9.根据权利要求2所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法，
其特征在于，所述母线参与因子的建立流程如下：通过求解潮流方程的雅克比矩阵获取特征值，得到母线参与因子，求解潮流方程的表达式为P＝ξη。10.根据权利要求3所述的一种基于特高压交直流电网的新能源电压稳定性分析方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寅章，南东亮，赵启，张路，王开科，韩连山，段青煕，朱子民，王海云，王畅，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：