一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法技术方案

本发明专利技术公开一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，本发明专利技术涉及新能源光伏电站小干扰稳定性领域，包括：获取光伏系统的运行参数和交流网络电抗矩阵，建立大规模光伏系统的线性化模型，利用相似变换得到等效模型；根据稳定性指标对等效模型振荡模式的灵敏度正负关系，得到输电线路长度和光伏数量对系统稳定性的影响，从而快速判定大规模光伏系统的失稳风险。本发明专利技术提供的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，采用了H0降价模型，准确地对光伏系统进行稳定性分析，光伏数量和输电线路长度通过改变电抗矩阵ρ

【技术实现步骤摘要】
一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法


[0001]本专利技术涉及新能源光伏电站小干扰稳定性
，具体为一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法。

技术介绍

[0002]近年来，温室效应加剧极端天气的频发，低成本、环保的清洁能源发电技术正逐渐替代传统发电技术。并且在一些偏远地区，利用当地的风力、光伏进行发电，实现负荷的就地消纳，能有效降低输电线路的建设成本和维护成本。但是大规模风机和光伏接入电力系统会带来稳定性问题。目前，众多研究学者针对风机并网的振荡问题，已进行详细的机理分析。大规模光伏并网运行时，会降低系统的转动惯量，电网的稳定性易受到弱阻尼的影响。
[0003]目前大部分研究关于大规模光伏接入对系统稳定性的影响，均是从微电网静态功率平衡，或者利用人工智能算法拟合大型光伏电站的动态响应，并未从机理上揭示大规模光伏接入对稳定性影响。
[0004]大规模光伏离网运行或并网运行均会带来稳定性问题。目前研究已建立详细的单台光伏发电模型，但是数量众多的光伏给系统建模和仿真带来不小的困难。需要建立稳定性分析的简化模型，确立光伏系统的失稳机理。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。r/>[0007]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的研究大规模光伏接入对系统稳定性的影响的方式单一，并未从机理上揭示大规模光伏接入对稳定性影响，大规模光伏离网运行或并网运行均会带来稳定性问题以及如何建立稳定性分析的简化模型，确立光伏系统的失稳机理的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，包括：
[0009]获取光伏系统的运行参数和交流网络电抗矩阵；
[0010]根据所述光伏系统的运行参数和交流网络电抗矩阵建立大规模光伏系统的线性化模型；
[0011]根据大规模光伏系统的线性化模型，相似变换得到等效模型。
[0012]根据等效模型的稳定性指标，计算振荡模式对稳定性指标灵敏度的正负；
[0013]根据输电线路长度和光伏数量，判定输电线路长度和光伏数量对系统稳定性的影响。
[0014]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种
优选方案，其中，所述光伏系统运行参数包括光伏与交流网络耦合节点的电压电流和光伏发电系统的控制参数。
[0015]所述节点的电压电流采用牛拉法进行潮流计算，得到电压电流的稳态值。
[0016]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中，所述电抗矩阵为：
[0017][0018]式中x
ij
指光伏电场内部的电抗；x
l1
为输电线路电抗。
[0019]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中，大规模光伏系统的线性化模型为：
[0020][0021]式中diag[]表示对角矩阵；A
k
、B
k
、C
k
是第k台光伏发电系统的状态矩阵，输入矩阵和状态输出矩阵；X
p
、V
p
、I
p
分别表示所有光伏的状态变量，与交流系统耦合节点的电压、电流。
[0022]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中，光伏系统的等效模型为：H0＝A0+ρ
i
B0EC0[0023]式中
[0024]h为线路上单位电阻与单位电抗的比值；A0、B0、C0是光伏发电系统相同的状态矩阵，输入矩阵和状态输出矩阵。ρ
i
为电抗矩阵X的特征值。
[0025]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中，系统稳定性指标为ρ
max
，振荡模式对稳定性指标的灵敏度为：
[0026][0027]式中w
T
、v为振荡模式的左、右特征向量；ρ与交流网络拓扑结构有关。
[0028]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中，光伏的数量增加或输电线路变长，ρ
max
变大，系统的稳定性随之受到影响。
[0029]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中：增加光伏数量为M+d，电抗矩阵X增加相应的阶数，根据引理可知，ρ
′
max
＞ρ
max
，此时式中：ρ
max
为M台光伏电抗矩阵特征值，ρ
′
max
为M+d台光伏电抗矩阵特征值。
[0030]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种优选方案，其中：一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
[0031]作为本专利技术所述的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的一种
优选方案，其中：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0032]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，采用了H0降价模型，准确地对光伏系统进行稳定性分析，光伏数量和输电线路长度通过改变电抗矩阵ρ
max
的大小，从而影响系统的稳定性，本专利技术在执行成本、负载平衡和完成时间方面都取得更加良好的效果。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0034]图1为本专利技术第三个实施例提供的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的整体流程图；
[0035]图2为本专利技术第三个实施例提供的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法大规模光伏接入电力系统；
[0036]图3为本专利技术第三个实施例提供的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法的8台光伏接入配电系统；
[0037]图4为本专利技术第三个实施例提供的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法振荡模式随光伏数量的变化；
[0038]图5为本专利技术第三个实施例提供的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，其特征在于：包括：获取光伏系统的运行参数和交流网络电抗矩阵；根据所述光伏系统的运行参数和交流网络电抗矩阵建立大规模光伏系统的线性化模型；根据大规模光伏系统的线性化模型，相似变换得到等效模型；根据等效模型的稳定性指标，计算振荡模式对稳定性指标灵敏度的正负；根据输电线路长度和光伏数量，判定输电线路长度和光伏数量对系统稳定性的影响。2.如权利要求1所述的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，其特征在于：所述光伏系统运行参数包括光伏与交流网络耦合节点的电压电流和光伏发电系统的控制参数；所述节点的电压电流采用牛拉法进行潮流计算，得到电压电流的稳态值。3.如权利要求1所述的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，其特征在于：所述电抗矩阵表示为：式中x
ij
指光伏电场内部的电抗；x
l1
为输电线路电抗。4.如权利要求1所述的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法，其特征在于：所述大规模光伏系统的线性化模型表示为：式中diag[]表示对角矩阵；A
k
、B
k
、C
k
是第k台光伏发电系统的状态矩阵，输入矩阵和状态输出矩阵；X
p
、V
p
、I
p
分别表示所有光伏的状态变量，与交流系统耦合节点的电压、电流。5.如权利要求4所述的一种分析大规模光伏对离网或并网系统稳定性影响的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王扬，熊楠，李巍，何肖蒙，白浩，付宇，肖小兵，陈宇，何心怡，朱清海，贯昌宝，蔡永翔，瞿杨全，方阳，叶远红，花磊，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：