一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法包括：采集电力系统的电压信息，建立电力系统有功功率和无功功率解耦的雅可比矩阵；计算所述雅可比矩阵最小奇异值随各个节点补偿无功功率的灵敏度；构建考虑静态电压稳定性约束的新能源机组容量优化配置模型；将新能源机组容量优化配置模型分解成主问题和子问题，通过迭代求解，从而得到最终优化结果

【技术实现步骤摘要】
一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，具体为一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法
。

技术介绍

[0002]利用新能源替代化石能源是构建绿色
、
可持续能源结构的重要途径，未来新能源机组的并网规模将会越来越大，渗透率也会大幅增加
。
和同步机响应特性不同，在常规控制方式下新能源机组难以为系统提供电压支撑，并且电力电子化负荷的存在还会进一步恶化系统的电压稳定性
。
随着新能源渗透率的增加，电网呈现弱电网特征，面对大负荷和大功率直流时难以满足静态电压稳定性的要求
。
大规模新能源并网已成为趋势，静态电压稳定性不足将是所有新能源电力系统首先需要面临的问题
。
为了解决静态电压稳定性不足的问题，让新能源机组向系统提供电压支撑是有效的解决手段
。
[0003]利用新能源机组可以为电力系统提供电压支撑，从而提高新能源高占比电力系统运行的静态电压稳定性
。
为了尽可能降低投资成本，在配置新能源机组容量前首先需要计算保障系统静态电压稳定性对新能源机组容量的需求，从而为运行人员选择新能源机组的容量参数
。
新能源机组的容量由日常输出最大有功功率和无功功率共同决定
。
一般来说，新能源机组的有功功率大小由供需关系和现实因素决定，而无功功率则应由系统的静态电压稳定性需求决定
。
而功率与容量的关系呈现二次关系，并且新能源机组的无功功率与系统静态电压稳定性之间也呈现出强非线性特征，这都给新能源机组的容量优化配置带来了极大的困难
。
因此，亟需研究提升电力系统静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法
。

技术实现思路

[0004]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
。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术
。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的新能源机组容量优化配置方法存在静态电压稳定性不足，以及如何提升电力系统静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置的优化问题
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法，包括：
[0008]采集电力系统的电压信息，建立电力系统有功功率和无功功率解耦的雅可比矩阵；
[0009]计算所述雅可比矩阵最小奇异值随各个节点补偿无功功率的灵敏度；
[0010]构建考虑静态电压稳定性约束的新能源机组容量优化配置模型；
[0011]将新能源机组容量优化配置模型分解成主问题和子问题，通过迭代求解，从而得
到最终优化结果
。
[0012]作为本专利技术所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法的一种优选方案，其中：所述雅可比矩阵包括，系统潮流方程为：
[0013][0014][0015]其中，
i
和
j
为节点编号，
U
i
和
U
j
分别为节点
i
和节点
j
的电压幅值，
G
ij
和
B
ij
分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部，
θ
ij
为节点
i
和节点
j
电压相位的差值，
P
si
和
Q
si
分别为节点
i
的注入有功功率和无功功率；
[0016]在运行点附近将系统潮流方程线性化，可得修正方程为：
[0017][0018]等效为：
[0019][0020]其中，
Δ
P、
Δ
Q
分别为节点有功和无功功率的不平衡量子列向量；
Δθ
、
Δ
U
分别为节点电压相角与电压幅值的不平衡量子列向量；
J
p
θ
和
J
pv
中的元素分别为节点有功功率对节点电压相位
θ
和电压幅值
U
的偏导数，
J
q
θ
和
J
qv
中的元素分别为节点无功功率对节点电压相位
θ
和电压幅值
U
的偏导数
。
[0021]作为本专利技术所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法的一种优选方案，其中：所述灵敏度包括，对矩阵
J
qv
进行奇异值分解可得：
[0022][0023]其中，
n
b
为母线数量，
V
和
R
为
n
b
*n
b
的正交矩阵，
Λ
为由奇异值
τ
i
组成的对角矩阵，奇异向量
v
i
和
r
i
分别为
V
和
R
中
τ
i
所对应的列向量，
T
表示转置；
[0024]J
qv
的行列式值为：
[0025]奇异值接近0时，矩阵
J
qv
就接近奇异；令
τ
min
为最小奇异值，则
τ
min
＝0时，系统为电压崩溃点；最小奇异值
τ
min
随系统中母线电压幅值的灵敏度为：
[0026][0027]其中，
v
和
r
分别为最小奇异值
τ
min
对应的左
、
右奇异向量，
U
i
代表第
i
个节点的电压幅值
。
[0028]作为本专利技术所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法的一种优选方案，其中：所述新能源机组容量优化配置模型包括，
[0029]优化目标为系统接入新能源机组容量之和最小：
[0030][0031]其中，
m
为容量待配置发电机的数目；
P
gi
为发电机
i
的预期有功功率，为常数保持不变；
Q
gi
为发电机
i
的输出无功功率，为待优化变量
[0032]系统的静本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法，其特征在于，包括：采集电力系统的电压信息，建立电力系统有功功率和无功功率解耦的雅可比矩阵；计算所述雅可比矩阵最小奇异值随各个节点补偿无功功率的灵敏度；构建考虑静态电压稳定性约束的新能源机组容量优化配置模型；将新能源机组容量优化配置模型分解成主问题和子问题，通过迭代求解，从而得到最终优化结果
。2.
如权利要求1所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法，其特征在于：所述雅可比矩阵包括，系统潮流方程为：在于：所述雅可比矩阵包括，系统潮流方程为：其中，
i
和
j
为节点编号，
U
i
和
U
j
分别为节点
i
和节点
j
的电压幅值，
G
ij
和
B
ij
分别为节点导纳矩阵元素的实部和虚部，
θ
ij
为节点
i
和节点
j
电压相位的差值，
P
si
和
Q
si
分别为节点
i
的注入有功功率和无功功率；在运行点附近将系统潮流方程线性化，可得修正方程为：等效为：其中，
Δ
P、
Δ
Q
分别为节点有功和无功功率的不平衡量子列向量；
Δθ
、
Δ
U
分别为节点电压相角与电压幅值的不平衡量子列向量；
J
p
θ
和
J
pv
中的元素分别为节点有功功率对节点电压相位
θ
和电压幅值
U
的偏导数，
J
q
θ
和
J
qv
中的元素分别为节点无功功率对节点电压相位
θ
和电压幅值
U
的偏导数
。3.
如权利要求2所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法，其特征在于：所述灵敏度包括，对矩阵
J
qv
进行奇异值分解可得：其中，
n
b
为母线数量，
V
和
R
为
n
b
*n
b
的正交矩阵，
Λ
为由奇异值
τ
i
组成的对角矩阵，奇异向量
v
i
和
r
i
分别为
V
和
R
中
τ
i
所对应的列向量，
T
表示转置；
J
qv
的行列式值为：奇异值接近0时，矩阵
J
qv
就接近奇异；令
τ
min
为最小奇异值，则
τ
min
＝0时，系统为电压崩溃点；最小奇异值
τ
min
随系统中母线电压幅值的灵敏度为：
其中，
v
和
r
分别为最小奇异值
τ
min
对应的左
、
右奇异向量，
U
i
代表第
i
个节点的电压幅值
。4.
如权利要求3所述的提升静态电压稳定性的新能源机组容量优化配置方法，其特征在于：所述新能源机组容量优化配置模型包括，优化目标为系统接入新能源机组容量之和最小：其中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义宣，李玲芳，游广增，孙鹏，黄莹，吴琛，司大军，王国腾，申雪，李阳，刘民伟，黄润，余强，周术明，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：