单新能源并网系统强度确定方法技术方案

本发明专利技术公开了单新能源并网系统强度确定方法

【技术实现步骤摘要】
单新能源并网系统强度确定方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及新能源并网系统
，尤其是涉及单新能源并网系统强度确定方法
、
装置
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]新能源并网系统是实现新能源发电与传统能源发电系统的高效稳定运行的重要技术之一
。
随着新能源发电技术的发展，电网中光伏和风电等新能源设备的占比逐渐增加
。
[0003]目前，新能源设备主要以锁相环同步的跟网型变流器为并网接口，而跟网型变流器对电网起弱电压支撑作用，高占比新能源背景下，电网低短路比弱电网特征凸显，导致新能源设备与电网间的相互作用逐渐增强，容易引发宽频带振荡问题；另一方面，新能源场站中一般会配备一定比例的静止无功发生器
(Static var generator,SVG)
维持新能源场站的电压稳定
。
然而，
SVG
与新能源设备存在相互作用，严重时甚至会恶化新能源设备引发的宽频带振荡问题
。
[0004]现有技术可评估额定运行工况下含
SVG
的新能源设备并网系统小干扰稳定裕度以及
SVG
对系统稳定性的作用规律
。
然而，受天气等因素的影响，新能源设备出力表现为波动性，系统通常运行在非额定工况，而运行工况变化如何影响
SVG
与新能源设备间的相互作用，以及如何影响系统的小干扰稳定性仍然是个难题
。/>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供单新能源并网系统强度确定方法
、
装置
、
设备及存储介质，以解决现有技术无法准确分析在非额定工况下含
SVG
的单新能源并网系统稳定性的技术问题
。
[0006]本专利技术的目的，可以通过如下技术方案实现：
[0007]方案一，单新能源并网系统强度确定方法，包括：
[0008]根据电网运行工况参数构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，根据所述传递函数矩阵建立反映所述单新能源并网系统的稳定性的闭环特征方程；
[0009]根据所述电网运行工况参数的动态特性将所述单新能源并网系统等效为单馈入系统，根据所述单馈入系统处理所述电网运行工况参数计算短路比和临界短路比，所述电网运行工况参数的动态特性能反映电网运行工况的变化；
[0010]根据所述短路比和所述临界短路比判断预设运行工况下所述单新能源并网系统的电网强度，并得到小干扰稳定裕度
。
[0011]可选地，所述单新能源并网系统包括网络侧和设备侧，所述传递函数矩阵包括网络侧的第一传递函数矩阵和设备侧的第二传递函数矩阵
。
[0012]可选地，所述设备侧包括
SVG
和新能源设备，所述网络侧的第一传递函数矩阵为：
[0013]Y
net
(s)
＝
B
γ
(s)
；
[0014][0015][0016]其中，
Y
net
(s)
为网络侧的第一传递函数矩阵，
B
为网络侧的导纳矩阵，
γ
(s)
为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，
ω00
为单新能源并网系统的同步角频率，
X1
为新能源设备与
SVG
间的等效电抗，
X
g
为
SVG
与无穷大电网间的等效电抗，
S
为拉普拉斯算子
。
[0017]可选地，所述设备侧的第二传递函数矩阵为：
[0018][0019]其中，
Y
G
(s)
为设备侧的第二传递函数矩阵，
Y
CBR
(s)
为新能源设备的导纳矩阵，
Y
SVG
(s)
为
SVG
的导纳矩阵，
S
Bs
为
SVG
的额定容量；
Y
CBR
(s)
＝
P
e
Y
CBR0
(s)
，
P
e
＝
U0I
d0
＝
I
d0
，
Y
CBR0
(s)
是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，
P
e
为新能源设备的输出功率，
U0为新能源设备的并网节点电压；
I
d0
为新能源设备的
d
轴输出电流
。
[0020]可选地，所述闭环特征方程为：
[0021][0022]其中，
Y
CBR0
(s)
是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，
P
e
为新能源设备的输出功率，
Y
SVG
(s)
为
SVG
的导纳矩阵，
S
Bs
为
SVG
的额定容量；
B
为网络侧的导纳矩阵，
S
为拉普拉斯算子
。
[0023]可选地，所述单馈入系统的闭环特征方程为：
[0024]det{[Y
CBR0
(s)+
Δ
(s)]|
γ
‑1(s)+SCR
·
I}
＝0；
[0025][0026][0027]其中，
Y
CBR0
(s)
是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，
Δ
(s)
为
SVG
动态特性的阻抗导纳矩阵，
γ
(s)
为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，
γ
‑1(s)
为
γ
(s)
的逆矩阵；
p1为
SVG
对系统小干扰稳定性的影响因子；
S
Bs
为
SVG
的额定容量，
Y
SVG
(s)
为
SVG
的导纳矩阵；
SCR
为不含
SVG
的单新能源并网系统的短路比；
L1为
SVG
与新能源设备间的电感，
L
g
为设备侧的并网电感，
I
为单位矩阵
。
[0028]可选地，当单能源并网系统处于临界稳定状态时，临界短路比为：
[0029]CSCR
＝
arg{det{[Y
CBR
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，包括：根据电网运行工况参数构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，根据所述传递函数矩阵建立反映所述单新能源并网系统的稳定性的闭环特征方程；根据所述电网运行工况参数的动态特性将所述单新能源并网系统等效为单馈入系统，根据所述单馈入系统处理所述电网运行工况参数计算短路比和临界短路比，所述电网运行工况参数的动态特性能反映电网运行工况的变化；根据所述短路比和所述临界短路比判断预设运行工况下所述单新能源并网系统的电网强度，并得到小干扰稳定裕度
。2.
根据权利要求1所述的单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，所述单新能源并网系统包括网络侧和设备侧，所述传递函数矩阵包括网络侧的第一传递函数矩阵和设备侧的第二传递函数矩阵
。3.
根据权利要求2所述的单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，所述设备侧包括
SVG
和新能源设备，所述网络侧的第一传递函数矩阵为：
Y
net
(s)
＝
B
γ
(s)
；；其中，
Y
net
(s)
为网络侧的第一传递函数矩阵，
B
为网络侧的导纳矩阵，
γ
(s)
为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，
ω0为单新能源并网系统的同步角频率，
X1为新能源设备与
SVG
间的等效电抗，
X
g
为
SVG
与无穷大电网间的等效电抗，
S
为拉普拉斯算子
。4.
根据权利要求2所述的单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，所述设备侧的第二传递函数矩阵为：其中，
Y
G
(s)
为设备侧的第二传递函数矩阵，
Y
CBR
(s)
为新能源设备的导纳矩阵，
Y
SVG
(s)
为
SVG
的导纳矩阵，
S
Bs
为
SVG
的额定容量；
Y
CBR
(s)
＝
P
e
Y
CBR0
(s)
，
P
e
＝
U0I
d0
＝
I
d0
，
Y
CBR0
(s)
是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，
P
e
为新能源设备的输出功率，
U0为新能源设备的并网节点电压；
I
d0
为新能源设备的
d
轴输出电流
。5.
根据权利要求1所述的单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，所述闭环特征方程为：其中，
Y
CBR0
(s)
是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，
P
e
为新能源设备的输出功率，
Y
SVG
(s)
为
SVG
的导纳矩阵，
S
Bs
为
SVG
的额定容量；
B
为网络侧的导纳矩阵，
S
为拉普拉斯算子
。
6.
根据权利要求1所述的单新能源并网系统强度确定方法，其特征在于，所述单馈入系统的闭环特征方程为：
det{[Y
CBR0
(s)+

【专利技术属性】
技术研发人员：代江，袁辉，李诗旸，邢纪奎，陈雁，姚文峰，辛焕海，李博文，刘昕宇，赵利刚，涂思嘉，翟鹤峰，袁豪，李俊杰，孙鹏伟，张帆，安甦，张青青，刘明顺，贺先强，朱灵子，蒲清昕，姜有泉，朱思霖，王国松，吴应双，田年杰，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司浙江大学，
类型：发明
国别省市：