提高光伏配电网电压稳定裕度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提高光伏配电网电压稳定裕度的方法及装置，计算未布置调相机时光伏配电网各母线的电压稳定性指标；根据光伏配电网各母线的电压稳定性指标，选取光伏配电网的电压最薄弱母线，布置预设容量的调相机进行无功补偿；判断光伏配电网的电压稳定裕度是否达到优化目标，如果是，结束优化；否则，计算光伏配电网各母线电压稳定性指标变化量,进而计算光伏配电网各母线电压稳定性

【技术实现步骤摘要】
提高光伏配电网电压稳定裕度的方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种提高光伏配电网电压稳定裕度的方法及装置。

技术介绍

[0002]分布式光伏的大规模接入，其出力的不确定性为配电网的安全运行带来了挑战。大量分布式光伏等新能源接入配电网不仅会导致系统电压分布发生较大变化，而且新能源的出力受外界环境影响很大，难以准确预测，使得配电网电压调整控制相对困难。受光照资源的影响，分布式光伏出力的随机性和波动性会导致电网潮流的不确定，配电网无功需求变化幅度大、速度快，可能造成电网电压的波动和闪变。
[0003]为了保证分布式光伏接入后配电网的电压稳定性，通常会在配电网安装无功补偿设备。与SVC、SVG等无功补偿设备相比，分布式调相机具备无功调节范围宽、受系统电压影响小、高低压穿越能力强以及无谐波等优点，调相机能够显著提高集中式新能源厂站并网的电压稳定性，避免风电、光伏等集中式新能源机组的脱网。
[0004]但由于调相机为旋转设备，制造和维护成本高，出于经济角度考虑，不可能在每一母线上都加装调相机进行无功补偿，因此有必要选取适合的母线布置调相机进行补偿，以达到提高系统电压稳定裕度的目的，如何选取最适合的母线布置调相机成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于提供一种提高光伏配电网电压稳定裕度的方法及装置，能够选取适合的母线布置调相机，有效提高配电网电压稳定裕度。
[0006]基于同一专利技术构思，本专利技术具有两个独立的技术方案：
[0007]1、一种提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1：计算未布置调相机时光伏配电网各母线的电压稳定性指标；
[0009]步骤2：根据光伏配电网各母线的电压稳定性指标，选取光伏配电网的电压最薄弱母线，布置预设容量的调相机进行无功补偿；
[0010]步骤3：判断光伏配电网的电压稳定裕度是否达到优化目标，如果是，结束优化；否则，计算光伏配电网各母线电压稳定性指标变化量,进而计算光伏配电网各母线电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标，选取所述灵敏度指标最大的母线，作为调相机的优化布置结果。
[0011]进一步地，步骤1中，各母线的电压稳定性指标通过如下方法获得，
[0012]将光伏配电网所有节点划分为负荷节点集合L(α
L
＝{1,2,...,n
L
})与发电机节点集合G(α
G
＝{1,2,...,n
G
})，所述负荷节点集合即负荷母线集合，n
L
表示负荷母线的个数，发电机节点集合即发电机母线集合，n
G
表示发电机母线的个数；
[0013]负荷节点i(i∈a
L
)的电压稳定性指标L
i
为：
[0014][0015]式中，F
ik
＝
‑
Z
ii
Y
ik
为负荷参与因子，其中Z
ii
为节点i的自阻抗，Y
ik
为节点i、k之间的互导纳；U
k
、U
i
分别为发电机节点与负荷节点的电压相量。
[0016]进一步地，步骤2中，选取电压稳定性指标最大的母线作为电压最薄弱母线。
[0017]进一步地，步骤2中，调相机的预设无功补偿容量按光伏电站总容量的20％配置。
[0018]进一步地，步骤3中，若则判断光伏配电网的电压稳定裕度是达到优化目标，L
B
为电压稳定裕度的边界值。
[0019]进一步地，步骤3中，所述计算光伏配电网各母线电压稳定性指标变化量通过如下方法获得，
[0020]通过电力系统仿真计算软件，计算布置调相机前后的光伏配电网各母线的电压稳定性指标。
[0021]进一步地，步骤3中，所述计算光伏配电网各母线电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标通过如下方法获得，
[0022]计算稳态时每一母线的电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标LSI
Si
；
[0023]计算暂态时每一母线的电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标LSI
Ti
；
[0024]取二者的平均值，得到每一母线的电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标
[0025]进一步地，步骤3中，通过如下公式计算稳态时每一母线的电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标LSI
Si
；
[0026][0027]式中，Q
j0
为在母线j注入的初始无功功率值；ΔQ
j0
为母线j的注入无功功率变化值；L
i
(Q
j0
)为母线i在母线j注入无功功率为Q
j0
时的电压稳定性指标。
[0028]进一步地，步骤3中，通过如下公式计算暂态时每一母线的电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标LSI
Ti
：
[0029][0030]式中，N为故障后的总步长；ΔQ
j0
(t)为t时刻母线j注入的无功功率变化值；L
i
(t,Q
j0
)为母线i在母线j注入无功功率为Q
j0
，t时刻的电压稳定性指标。
[0031]2、一种基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置装置，用于执行上述的方
法。
[0032]本专利技术具有的有益效果：
[0033]本专利技术计算未布置调相机时光伏配电网各母线的电压稳定性指标；根据光伏配电网各母线的电压稳定性指标，选取光伏配电网的电压最薄弱母线，布置预设容量的调相机进行无功补偿；判断光伏配电网的电压稳定裕度是否达到优化目标，如果是，结束优化；否则，计算光伏配电网各母线电压稳定性指标变化量,进而计算光伏配电网各母线电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标，选取所述灵敏度指标最大的母线，作为调相机的优化布置结果。本专利技术基于母线的电压稳定性指标和电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标，选取适合的母线布置调相机进行无功补偿，有效提高配电网电压稳定裕度，增强系统的电压稳定性。本专利技术不需各母线均设置调相机，只需选取适合的母线布置调相机，有效降低运行的经济成本。本专利技术可以有效解决受光照资源的影响，分布式光伏出力的随机性和波动性会导致电网潮流的不确定，配电网无功需求变化幅度大、速度快，可能造成电网电压的波动和闪变的问题。
附图说明
[0034]图1是本专利技术提高光伏配电网电压稳定裕度的方法流程图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：计算未布置调相机时光伏配电网各母线的电压稳定性指标；步骤2：根据光伏配电网各母线的电压稳定性指标，选取光伏配电网的电压最薄弱母线，布置预设容量的调相机进行无功补偿；步骤3：判断光伏配电网的电压稳定裕度是否达到优化目标，如果是，结束优化；否则，计算光伏配电网各母线电压稳定性指标变化量,进而计算光伏配电网各母线电压稳定性
‑
无功功率灵敏度指标，选取所述灵敏度指标最大的母线，作为调相机的优化布置结果。2.根据权利要求1所述的提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，其特征在于：步骤1中，各母线的电压稳定性指标通过如下方法获得，将光伏配电网所有节点划分为负荷节点集合L(α
L
＝{1,2,...,n
L
})与发电机节点集合G(α
G
＝{1,2,...,n
G
})，所述负荷节点集合即负荷母线集合，n
L
表示负荷母线的个数，发电机节点集合即发电机母线集合，n
G
表示发电机母线的个数；负荷节点i(i∈a
L
)的电压稳定性指标L
i
为：式中，F
ik
＝
‑
Z
ii
Y
ik
为负荷参与因子，其中Z
ii
为节点i的自阻抗，Y
ik
为节点i、k之间的互导纳；U
k
、U
i
分别为发电机节点与负荷节点的电压相量。3.根据权利要求2所述的提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，其特征在于：步骤2中，选取电压稳定性指标最大的母线作为电压最薄弱母线。4.根据权利要求1所述的提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，其特征在于：步骤2中，调相机的预设无功补偿容量按光伏电站总容量的20％配置。5.根据权利要求2所述的提高光伏配电网电压稳定裕度的方法，其特征在于：步骤3中，若则判断光伏配电网的电压稳定裕度是达到优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张自力，田志杰，宋敬良，武晓明，李永亮，李秉晔，许国瑞，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：