一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法技术

本发明专利技术公开了一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法。包括：基于采集电力系统的基本信息，对电力系统进行潮流合理性分析；设置近区各新能源机组出力为决策变量，并列出与近区各新能源机组出力对应的目标函数；确定近区新能源机端的新能源多场站短路比均大于或等于1.5为第一约束条件；确定基于地区天气因素考虑的近区各新能源机组出力的出力上限、出力下限为第二约束条件；确定近区新能源出力调整应满足的目标约束条件；确定近区新能源出力的约束优化表达式；计算各新能源机组的新能源多场站短路比；判断各新能源机组的新能源多场站短路比是否大于或等于1.5；根据判断的结果，按照对应的调整规则，对各新能源机组的出力进行调整。源机组的出力进行调整。源机组的出力进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行调整
，并且更具体地，涉及一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法。

技术介绍

[0002]新能源多场站短路比(multiple renewable energy station short circuit ratio，MRSCR)是计及多新能源场站间相互影响的短路比指标。该指标考虑了不同节点之间各电气量幅值、相位差，并可计及新能源发电设备无功的影响，适用于各类不同场景下多新能源场站接入系统电压强度评估计算。
[0003]新能源多场站短路比反映了多新能源场站接入系统的电压强度及电网对新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点母线无功电压支撑能力的大小。工程中，接受阻抗比且|U
i
|＝|U
j
|＝1的假设，并以此为前提进行计算：
[0004][0005]S
aci
是新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点的三相短路容量；
[0006]n是地区新能源机组总数；
[0007]P
i
为新能源机组i注入系统的有功功率；
[0008]λ
ij
为新能源并网母线i和j之间的功率折算因子，反映了各新能源发电设备电网侧接入点/新能源场站并网点等值阻抗的幅值差异，可表达为：
[0009][0010]其中，Z
eqij
为新能源和主网等值电源间的等值阻抗矩阵的第i行j列元素。定性地来看，i机组的出力P
i
越小，则MRSCR
i
越大，区域内其他新能源机组的出力P
j
依折算因子λ
ij
的大小不同程度地影响MRSCR
i
的大小；整体而言降低区域新能源机组出力，MRSCR就会升高，对应着多新能源场站接入系统的电压强度越大，电网对新能源发电设备电网侧接入点母线无功电压支撑能力也就越大。
[0011]在工程上，MRSCR的指标对于直流输电工程送端的新能源暂态过电压水平有一定的指征能力，现有技术提出了新能源场站临界短路比的概念以及短路比临界指标1.5的判据，澳大利亚电网要求任何发电设备均需在接入点短路比为1.5的系统条件下能够稳定运行，华为对此进行了测试验证。2020年强制性国家标准《电力系统安全稳定导则》提出了新能源多场站短路比定义。结合国内外现有相关标准和实际新能源在各类工况和扰动下能够达到的性能，新能源发电单元升压变低压侧的多场站短路比应不小于1.5，是设备稳定运行需要满足的最低要求。本方法中采用1.5作为新能源发电单元升压变低压侧即新能源机端
MRSCR临界值指标。
[0012]约束优化(Constrained Optimization)是在一系列约束条件下，寻找一组参数值，使某个或某一组函数的目标值达到最优的数学方法。约束优化是优化问题中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支，广泛应用于军事作战、经济分析、经营管理和工程技术等方面。
[0013]但是，由于直流输电工程交流系统送端近区存在大量新能源接入，且新能源出力水平以及直流工程运行功率受到近区新能源暂态过电压约束的情况，因此无法准确给出在被新能源暂态过电压约束的区域电网内的新能源出力总和的极大值。并且存在仅根据单机出力优化对该机组机端MRSCR影响有限的问题。

技术实现思路

[0014]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法。
[0015]根据本专利技术的一个方面，提供了一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法，包括：
[0016]采集电力系统的基本信息，并基于采集到的基本信息对电力系统进行潮流合理性分析；
[0017]设置近区各新能源机组出力为决策变量，并列出与近区各新能源机组出力对应的目标函数；
[0018]确定近区新能源机端的新能源多场站短路比均大于或等于1.5为第一约束条件；
[0019]确定基于地区天气因素考虑的近区各新能源机组出力P
i
的出力上限P
ilim_up
、出力下限P
ilim_low
为第二约束条件；
[0020]根据第一约束条件和第二约束条件，确定近区新能源出力调整应满足的目标约束条件；
[0021]根据目标函数及目标约束条件，确定近区新能源出力的约束优化表达式为：
[0022][0023]式中，P
i
为近区各新能源机组出力，MRSCR
i
为第i个近区新能源机端的新能源多场站短路比，P
ilim_up
为近区各新能源机组出力P
i
的上限，P
ilim_low
为近区各新能源机组出力P
i
的下限；
[0024]基于近区新能源出力的约束优化表达式，计算各新能源机组的新能源多场站短路比；
[0025]根据计算得到的新能源多场站短路比，判断各新能源机组的新能源多场站短路比是否大于或等于1.5；
[0026]根据判断的结果，按照对应的调整规则，对各新能源机组的出力进行调整，其中
[0027]在判断的结果为区域内存在新能源机组机端的新能源多场站短路比小于1.5时，
按照新能源多场站短路比对各新能源机组进行排序；
[0028]若MRSCR最小新能源机组出力P
i
满足P
i
≤P
i_low
，则令P
i
＝P
i_low
并对有调节余地的近区机组中功率折算因子最大的机组m的出力进行调节，降低ΔP，若不足以降低ΔP则令P
m
＝P
m_low
；
[0029]多次执行该分类出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组的新能源多场站短路比，直至其中新能源多场站短路比最小的机组m的新能源多场站短路比升高至临界范围MRSCR
m
≥1.5，其中MRSCR为新能源多场站短路比，并且
[0030]功率折算因子的计算公式如下：
[0031][0032]其中，j∈N，j≤n且j≠i，λ
ij
为新能源并网母线i和j之间的功率折算因子，Zeqij为新能源和主网等值电源间的等值阻抗矩阵的第i行j列元素。
[0033]可选地，根据判断的结果，按照对应的调整规则，对各新能源机组的出力进行调整，包括：
[0034]在判断的结果为区域内所有新能源机组机端的新能源多场站短路比均不小于1.5时，按照新能源多场站短路比对各新能源机组进行排序；
[0035]若MRSCR最大的新能源机组i满足P
i
＜P
i_up
‑
ΔP，则令P
i
＝P
i_up
，多次执行出力调整，每次调整后重新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及功率折算因子的区域新能源出力极大值求取方法，其特征在于，包括：采集电力系统的基本信息，并基于采集到的基本信息对电力系统进行潮流合理性分析；设置近区各新能源机组出力为决策变量，并列出与近区各新能源机组出力对应的目标函数；确定近区新能源机端的新能源多场站短路比均大于或等于1.5为第一约束条件；确定基于地区天气因素考虑的近区各新能源机组出力P
i
的出力上限P
ilim_up
、出力下限P
ilim_low
为第二约束条件；根据第一约束条件和第二约束条件，确定近区新能源出力调整应满足的目标约束条件；根据目标函数及目标约束条件，确定近区新能源出力的约束优化表达式为：式中，P
i
为近区各新能源机组出力，MRSCR
i
为第i个近区新能源机端的新能源多场站短路比，P
ilim_up
为近区各新能源机组出力P
i
的上限，P
ilim_low
为近区各新能源机组出力P
i
的下限；基于近区新能源出力的约束优化表达式，计算各新能源机组的新能源多场站短路比；根据计算得到的新能源多场站短路比，判断各新能源机组的新能源多场站短路比是否大于或等于1.5；根据判断的结果，按照对应的调整规则，对各新能源机组的出力进行调整，其中在判断的结果为区域内存在新能源机组机端的新能源多场站短路比小于1.5时，按照新能源多场站短路比对各新能源机组进行排序；若MRSCR最小新能源机组出力P
i
满足P
i
≤P
i_low
，则令P
i
＝P
i_low
并对有调节余地的近区机组中功率折算因子最大的机组m的出力进行调节，降低ΔP，若不足以降低ΔP则令P
m
＝P
m_low
；多次执行该分类出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组的新能源多场站短路比，直至其中新能源多场站短路比最小的机组m的新能源多场站短路比升高至临界范围MRSCR
m
≥1.5，其中MRSCR为新能源多场站短路比，并且所述功率折算因子的计算公式如下：其中，j∈N，j≤n且j≠i，λ
ij
为新能源并网母线i和j之间的功率折算因子，Zeqij为新能源和主网等值电源间的等值阻抗矩阵的第i行j列元素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据判断的结果，按照对应的调整规则，对各新能源机组的出力进行调整，包括：
在判断的结果为区域内所有新能源机组机端的新能源多场站短路比均不小于1.5时，按照新能源多场站短路比对各新能源机组进行排序；若MRSCR最大的新能源机组i满足P
i
＜P
i_up
‑
ΔP，则令P
i
＝P
i_up
，多次执行出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组机端的新能源多场站短路比，直至新能源多场站短路比最小的新能源机组m机端的新能源多场站短路比降低至临界范围1.52≥MRSCR
m
≥1.5；若MRSCR最大的新能源机组i不满足P
i
＜P
i_up
‑
ΔP，则降低机组出力ΔP，多次执行出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组机端的新能源多场站短路比，直至新能源多场站短路比最小的新能源机组m机端的新能源多场站短路比降低至临界范围1.52≥MRSCR
m
≥1.5.若初始工况即有新能源机端多场站短路比最小的新能源机组m满足1.52≥MRSCR
m
≥1.5，则直接认定其为一组极大值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断的结果为区域内存在新能源机组机端的新能源多场站短路比小于1.5时，按照新能源多场站短路比对各新能源机组进行排序的操作之后，还包括：若MRSCR最小新能源机组出力P
i
满足P
i
＞P
i_low
+ΔP，则降低出力ΔP，多次执行该分类出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组的新能源多场站短路比，直至其中新能源多场站短路比最小的机组m的新能源多场站短路比升高至临界范围MRSCRm≥1.5；若MRSCR最小新能源机组出力P
i
满足P
i_low
＜P
i
<P
i_low
+ΔP，则令P
i
＝P
i_low
，多次执行该分类出力调整，每次调整后重新计算各新能源机组的新能源多场站短路比，直至其中新能源多场站短路比最小的机组m的新能源多场站短路比升高至临界范围MRSCR
m
≥1.5。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据调整后的结果，求解近区新能源机组出力总和的极大值以及对应的新能源出力分布，包括：根据调整后的结果，获得与近区各新能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉花，王小立，郭得扬，李旭涛，张书瑀，刘长卿，徐式蕴，孙华东，李宏强，周雷，马鑫，顾雨嘉，薛飞，杨慧彪，吴玫蓉，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：