一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法及系统包括：依据电网运行数据生成典型运行方式，确定安装调相机的位置和各站点可接入调相机的最大数量；在典型运行方式下确定交流故障发生概率

【技术实现步骤摘要】
一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，具体为一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法及系统
。

技术介绍

[0002]送受一体电网网架结构不断加强，电源
、
负荷呈现逆向分布的局势明显
。
当电网的主网架与其他外省的联系显得薄弱，受电通道紧张，解决系统电压稳定为必要考虑
。
电网安全稳定性的提高是需要解决的关键技术问题之一
。
尤其是随着新能源机组装机容量增多，电网的暂态稳定性面临严峻的挑战
。
随着直流输电功率不断提高，电网结构“强直弱交”特征明显，交直流耦合下的直流换相失败
、
电压稳定等稳定问题愈加明显
。
[0003]对于特高压直流的送端，大多数建设在新能源较为集中的偏远地区，系统
N
‑
1\N
‑2故障时，会引起电压的跌落，对电力系统产生冲击，部分新能源机组增加脱网风险
。
在直流受端电网配置适当调相机，作为一种动态无功补偿设备，是提高电压水平
、
减少新能源脱网风险的重要手段
。
新一代大型调相机具备过载能力
、
进相能力
、
无功输出受系统电压影响小
、
运行稳定好以及使用占地面积小等优势
。
通过强励提供动态电压支撑，可以为系统提供短路容量，跨区直流受端加装调相机，能够为系统故障后的受端电网解决无功支撑需求
。
[0004]在受端电网中，调相机布置的位置受到其短路电流的增加以及旋转设备运维相对复杂的原因，以及工程中调相机的研究未形成完整的布点理论，故需要综合考虑多种因素来合理配置
。

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
。
[0007]本专利技术实施例的第一方面，提供一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，包括：依据电网运行数据生成典型运行方式，根据定义的指标条件确定安装调相机的位置和各个站点可接入调相机的最大数量；在所述典型运行方式下确定交流故障发生的概率和故障暂态电压失稳风险指标，根据所述风险指标和故障失稳判据确定引起电网失稳的交流故障集；在安装调相机位置中的引起电网失稳的故障点计算电源
‑
负荷比指标值，并将安装位置分为三种分区，根据所述分区结果确定电网的风险成本模型；基于所述风险成本模型计算在所述交流故障集中不同故障点配置调相机后的综合风险成本，利用赋权法对所述综合风险成本进行加权形成综合风险成本指标；在优先配置站点集合中依次计算所述综合风险成本指标并排序，根据计算结果确定站点的调相机配置顺序和数量
。
[0008]作为本专利技术所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法的一种优选方案，其中：所述引起电网失稳的交流故障集的确定包括，
[0009]根据电网历史数据
、
网架结构
、
新能源接入功率预测
、
电网负荷水平
、
装机容量
、
直流馈入功率因素，确定系统母线节点数目，根据所述电网历史数据确定的典型运行方式有
K
种，则所述典型运行方式的概率为
[0010]根据所述电网历史数据确定电网典型运行方式时间
T
j
，计算在
T
时间内运行较为严重故障的发生概率为并确定故障暂态电压失稳风险指标；
[0011]定义故障严重性指标衡量故障造成的暂态电压失稳风险判据，表示为：
[0012]CSI
x
＝
D
x
×
S
i
[0013]其中，
CSI
x
表示暂态电压失稳风险判据，
D
x
表示故障
x
是否造成了暂态电压失稳，
S
i
表示故障节点
i
的电压
‑
时间面积；
[0014]由于暂态电压稳定
t0时刻发生故障，
t1时刻故障切除，若
t
r
时刻电压仍低于
0.75p.u.
，则认为暂态电压失稳，将区间
[t1，
t
r
]等分为
r
个长度很小的
Δ
t
区间，表示为：
[0015][0016][0017]其中，
V
i
，0表示节点
i
正常运行时的电压，表示故障
x
发生后
t
时刻节点
i
的电压；
[0018]对严重故障后计算
S
i
并进行降序排序，以
S
i
最大值的母线节点为暂态电压风险参考点，根据所述暂态电压失稳风险判据对交流故障进行排序，并结合所述故障暂态电压失稳风险指标确定引起电网失稳的交流故障集
。
[0019]作为本专利技术所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法的一种优选方案，其中：所述电源
‑
负荷比指标值的计算包括，
[0020]根据受端电网结构及数据在安装调相机位置中的引起电网失稳的故障点计算电源
‑
负荷比指标值，表示为：
[0021][0022]其中，
G
N
表示
N
节点接入的新能源出力，
Z
N
表示
N
节点接入的负荷容量；
[0023]根据所述电源
‑
负荷比指标值
M
的取值不同，将受端电网调相机可接入节点广义上分为
A、B、C
三个区域，其中，
A
区域
M
＞1，
B
区域
M≈1
，
C
区域
M
＜
1。
[0024]作为本专利技术所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法的一种优选方案，其中：所述综合风险成本指标的确定包括，
[0025]基于电网数据及网架结构预设典型运行方式概率
、
典型运行方式的预想故障发生概率，并确定预想故障下系统母线电压失稳代价
、
新能源机组脱网代价
、
短路电流增加代价；
[0026]根据所述典型运行方式概率和预想故障发生概率，预想故障下的系统母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，其特征在于，包括：依据电网运行数据生成典型运行方式，根据定义的指标条件确定安装调相机的位置和各个站点可接入调相机的最大数量；在所述典型运行方式下确定交流故障发生的概率和故障暂态电压失稳风险指标，根据所述风险指标和故障失稳判据确定引起电网失稳的交流故障集；在安装调相机位置中的引起电网失稳的故障点计算电源
‑
负荷比指标值，并将安装位置分为三种分区，根据所述分区结果确定电网的风险成本模型；基于所述风险成本模型计算在所述交流故障集中不同故障点配置调相机后的综合风险成本，利用赋权法对所述综合风险成本进行加权形成综合风险成本指标；在优先配置站点集合中依次计算所述综合风险成本指标并排序，根据计算结果确定站点的调相机配置顺序和数量
。2.
如权利要求1所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，其特征在于：所述引起电网失稳的交流故障集的确定包括，根据电网历史数据
、
网架结构
、
新能源接入功率预测
、
电网负荷水平
、
装机容量
、
直流馈入功率因素，确定系统母线节点数目，根据所述电网历史数据确定的典型运行方式有
K
种，则所述典型运行方式的概率为根据所述电网历史数据确定电网典型运行方式时间
T
j
，计算在
T
时间内运行较为严重故障的发生概率为并确定故障暂态电压失稳风险指标；定义故障严重性指标衡量故障造成的暂态电压失稳风险判据，表示为：
CSI
x
＝
D
x
×
S
i
其中，
CSI
x
表示暂态电压失稳风险判据，
D
x
表示故障
x
是否造成了暂态电压失稳，
S
i
表示故障节点
i
的电压
‑
时间面积；由于暂态电压稳定
t0时刻发生故障，
t1时刻故障切除，若
t
r
时刻电压仍低于
0.75p.u.
，则认为暂态电压失稳，将区间
[t1,t
r
]
等分为
r
个长度很小的
Δ
t
区间，表示为：区间，表示为：其中，
V
i,0
表示节点
i
正常运行时的电压，表示故障
x
发生后
t
时刻节点
i
的电压；对严重故障后计算
S
i
并进行降序排序，以
S
i
最大值的母线节点为暂态电压风险参考点，根据所述暂态电压失稳风险判据对交流故障进行排序，并结合所述故障暂态电压失稳风险指标确定引起电网失稳的交流故障集
。3.
如权利要求2所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，其特征在于：所述电源
‑
负荷比指标值的计算包括，根据受端电网结构及数据在安装调相机位置中的引起电网失稳的故障点计算电源
‑
负荷比指标值，表示为：
其中，
G
N
表示
N
节点接入的新能源出力，
Z
N
表示
N
节点接入的负荷容量；根据所述电源
‑
负荷比指标值
M
的取值不同，将受端电网调相机可接入节点广义上分为
A、B、C
三个区域，其中，
A
区域
M>1
，
B
区域
M≈1
，
C
区域
M<1。4.
如权利要求3所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，其特征在于：所述综合风险成本指标的确定包括，基于电网数据及网架结构预设典型运行方式概率
、
典型运行方式的预想故障发生概率，并确定预想故障下系统母线电压失稳代价
、
新能源机组脱网代价
、
短路电流增加代价；根据所述典型运行方式概率和预想故障发生概率，预想故障下的系统母线稳态电压失稳代价风险
、
新能源机组脱网代价风险
、
系统站点的短路电流增加代价风险；根据所述系统母线稳态电压失稳代价风险
、
新能源机组脱网代价风险
、
系统站点的短路电流增加代价风险，配置调相机所需安装与购买总经济成本，采用赋权法确定调相机配置的综合风险成本指标
。5.
如权利要求4所述的考虑分区源荷比分布的调相机选址方法，其特征在于：所述系统母线稳态电压失稳代价风险
、
新能源机组脱网代价风险
、
系统站点的短路电流增加代价风险的成本计算包括，所述系统母线稳态电压失稳代价风险的成本计算包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同尊，李昭炯，杨高峰，谢强，张红丽，陈佳林，蒋望，刘福锁，张锦斌，李兆伟，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：