高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法及系统，涉及电力系统领域

【技术实现步骤摘要】
高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统自动化
，尤其涉及高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]近年来，我国提出“双碳”目标和构建新型电力系统战略目标，大力推进新能源发电
。
大规模新能源机组开始并入电网，逐渐取代传统的同步发电机组
。
随着新能源机组在电网中的接入比例不断增高，电压的支撑能力下降，在受到大扰动故障后，系统会出现暂态电压安全问题，造成严重的安全问题
。
[0004]相比于传统发电机组，新能源发电机组的无功控制能力弱，使得其接入电网之后，电网的无功调节负担增大，电网在发生大的扰动故障后，会出现电压越过上限的暂态电压失稳现象，新能源机组对于电压的敏感度较高，电压的越限会导致脱网，引起更加严重的安全问题
。
并且，随着新能源的大规模接入，系统的电力电量平衡也面临巨大挑战
。
当灵活性资源不足，不能维持电力电量平衡，可能会导致系统局部消纳困难
。
[0005]为提高高比例新能源送端电网的新能源消纳能力以及暂态电压安全水平，进行储能和新能源的功率调控是重要的实现方法
。
储能具有快速调节能力，可对系统提供快速的支撑能力，但其成本相对较高，随着新能源大规模持续并网，储能对于系统电压支撑能力的提高作用使得其成为一种常用的补偿方式
。
[0006]因此，针对高比例新能源送端电网新能源消纳以及暂态电压安全问题，如何调控储能和新能源的有功
、
无功出力，使得系统以储能和新能源调控最小代价促进新能源最大化消纳，并且在暂态过程中能够满足高
/
低电压安全穿越要求，进而提升高比例新能源送端电网暂态电压安全水平，保障电网的稳定运行，是亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法及系统，通过进行以储能和新能源的功率控制代价最小为目标的稳态优化和以偏离稳态优化后潮流的运行点最小为目标的暂态优化两阶段式功率调控，调控储能和新能源的有功功率和无功功率，确定满足暂态电压安全标准的稳态运行点，促进弱送端电网的新能源的消纳，提升系统的暂态电压安全水平
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0009]本专利技术第一方面提供了高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法
。
[0010]高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法，包括以下步骤：
[0011]搭建含高比例新能源的送端电网仿真模型；
[0012]基于电网仿真模型，建立储能和新能源功率控制代价最小为目标，满足潮流和安
全约束的稳态优化模型；
[0013]对稳态优化模型进行求解，确定稳态优化后的潮流运行点；
[0014]确定高比例新能源送端电网典型运行场景及关键预想故障集，同时建立高比例新能源送端电网新能源机组的高
/
低暂态电压安全标准；
[0015]建立以偏离稳态优化后的潮流运行点最小为目标，满足暂态电压安全标准的暂态优化模型；
[0016]对暂态优化模型进行求解，修正稳态优化后的潮流运行点
。
[0017]本专利技术第二方面提供了高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制系统
。
[0018]高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制系统，包括：
[0019]电网仿真模型搭建模块，被配置为：搭建含高比例新能源的送端电网仿真模型；
[0020]稳态优化模型建立模块，被配置为：基于电网仿真模型，建立储能和新能源功率控制代价最小为目标，满足潮流和安全约束的稳态优化模型；
[0021]稳态优化模型求解模块，被配置为：对稳态优化模型进行求解，确定稳态优化后的潮流运行点；
[0022]暂态电压安全标准建立模块，被配置为：确定高比例新能源送端电网典型运行场景及关键预想故障集，同时建立高比例新能源送端电网新能源机组的高
/
低暂态电压安全标准；
[0023]暂态优化模型建立模块，被配置为：建立以偏离稳态优化后的潮流运行点最小为目标，满足暂态电压安全标准的暂态优化模型；
[0024]暂态优化模型求解模块，被配置为：对暂态优化模型进行求解，修正稳态优化后的潮流运行点
。
[0025]本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法中的步骤
。
[0026]本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法中的步骤
。
[0027]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0028](1)
本专利技术以储能和新能源的功率控制代价最小为目标，在满足潮流及安全约束的前提下，对储能
、
新能源的有功和无功进行调控，优化调整稳态运行点，从而能够以最小的代价对新能源出力进行最大化消纳
。
[0029](2)
本专利技术面向暂态电压安全要求构建惩罚性优化目标，以偏离稳态优化后潮流的运行点最小为目标，通过对储能和新能源的有功功率
、
无功功率进行调控去修正稳态运行点，使得其在最大化消纳新能源的同时，还能满足暂态电压的安全标准，有助于提升高比例新能源送端电网的暂态电压安全水平
。
[0030]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到
。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
[0032]图1为本专利技术实施例一的整体流程图
。
[0033]图2为本专利技术中基于
Nordic
系统构建的弱送端电网接线图
。
[0034]图3为本专利技术中潮流优化前系统的稳态电压的图
。
[0035]图4为本专利技术中潮流优化后系统的稳态电压的图
。
[0036]图5为本专利技术中第一阶段优化潮流在暂态故障时暂态工频过电压的图
。
[0037]图6为本专利技术中第二阶段预防控制潮流修正后暂态电压安全的图
。
[0038]图7为高比例新能源送端电网新能源机组的高
/
低电压安全穿越标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法，其特征在于，包括以下步骤：搭建含高比例新能源的送端电网仿真模型；基于电网仿真模型，建立储能和新能源功率控制代价最小为目标，满足潮流和安全约束的稳态优化模型；对稳态优化模型进行求解，确定稳态优化后的潮流运行点；确定高比例新能源送端电网典型运行场景及关键预想故障集，同时建立高比例新能源送端电网新能源机组的高
/
低暂态电压安全标准；建立以偏离稳态优化后的潮流运行点最小为目标，满足暂态电压安全标准的暂态优化模型；对暂态优化模型进行求解，修正稳态优化后的潮流运行点
。2.
如权利要求1所述的高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法，其特征在于，所述稳态优化模型具体为：目标函数：潮流约束条件：控制量约束条件：安全约束条件
:
其中，
Δ
P
G
和
Δ
Q
G
为新能源有功
、
无功出力的变化向量，
Δ
P
st
和
Δ
Q
st
为储能有功
、
无功出力的变化向量，和为
T
时刻新能源有功
、
无功出力的变化向量，和为
T
时刻储能有功
、
无功出力的变化向量，
W
pG
、W
pst
、W
qst
和
W
qG
为新能源有功消减，储能有功调控量，储能无功调控量和新能源无功消减对应的权重系数；
P
i
和
Q
i
分别表示
i
节点的有功与无功功率，
V
i
和
V
j
分别表示
i
和
j
节点的电压，
G
ij
和
B
ij
分别为节点导纳矩阵
i
，
j
位置的实部和虚部，
θ
ij
表示
i
和
j
节点间的相位差，
n
表示系统节点总数；
P
G
和
Q
G
为新能源有功
、
无功出力，
P
st
和
Q
st
为储能有功
、
无功出力，
P
MPPT
为新能源有功出力的上限，
Q
GU
和
‑
Q
LU
为新能源无功出力的上
、
下限，
P
U
和
‑
P
L
为储能有功出力的上
、
下限，
Q
U
和
‑
Q
L
为储能无功出力的上
、
下限；
V
i
表示
i
节点的电压，
V
i,min
和
V
i,max
表示节点
i
电压的上下限约束，
S
i
表示节点
i
到节点
j
的视在功率，
S
i,max
和
S
i,min
表示节点
i
到节点
j
的视在功率的上下限约束
。3.
如权利要求1所述的高比例新能源电网暂态电压两阶段式预防控制方法，其特征在
于，对稳态优化模型进行求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成明，周毅，杨金刚，石振江，梁永亮，李笑蓉，单体华，段小木，聂文海，李顺昕，赵一男，赵芃，岳云力，董少峤，史智萍，江璐，万忠杨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司北京京研电力工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：