【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分布式电源技术、微电网，特别涉及一种石油配电网系统暂态稳定评估方法。
技术介绍
1、近年来，以风力、光伏发电为代表的新能源，由于有着清洁、高效等优点成为重点研究方向。随着科技的进步，分布式电源发电的经济性不断提升，相比于水力、核电、火力发电等，风力发电和光伏发电有着容量大、成本低、设备维护费用低、使用年限长等优点。同时风力和光伏的应用越来越多样化，目前已经成为可再生能源领域中发展最迅速，范围最大的产业。
2、随着科技与经济的快速发展，工业用电的需求持续上升，社会不仅要满足大量的电力需求，同时还得保证电力系统供电的可持续性、可靠性、稳定性以及电能质量。其中电力系统由三大基本系统构成：发电、输电以及配电系统，配电系统是最后一个环节，其直接与用户相连并向用户分配电能。对于面向石油开采的石油配电系统，其直接作用是给抽油机分配电能，配电系统的性能将直接影响抽油机的工作状态；经大量数据统计研究分析，电力系统的故障绝大多数发生在配电系统中。只要石油配电网不稳定或故障状态，且没能在一定时间范围内进行有效恢复，就将会导致停电时间的拖长，还可能造成大范围的抽油机停电，这将会对石油的开采造成极大的损失。因此，分析石油配电网的稳定性是关键问题之一。
3、分布式电源的大规模接入、用电负荷的多元化增长及直流负荷比例的增加，给石油配电网的结构形态与运行方式带来了巨大影响。在工业用电中，配电网结构相比于普通居民用电更加复杂，且对供电能力以及供电质量也有着越来越高的标准，因此含分布式电源的配电网己经突显出重要价值。分布式电源
4、目前，国内外已有大量分析分布式电源接入配电网的相关文献。
5、1.在题为“分布式电源在海上石油平台配电网中的优化配置分析”文章中，作者高文针对分布式电源具有经济性好、可靠性强、高效性的特点，通过分析配电网网损的灵敏度，从而对分布式电源进行选址优化。在充分考虑有功网损、电压质量和无功补偿设备容量限制的基础上，选取合适的优化目标函数，对现有海上石油平台配电网系统进行无功优化。该方法考虑了有功、无功以及电网损耗的选址，但没有全面分析分布式电源的布局，同时仅考虑了海上石油平台配电网的配置优化，并没有对配电网暂态稳定性可行性分析，缺乏一定的普遍性。
6、2.在题为“分布式电源接入对配电网的影响分析”文章中，介绍了分布式电源接入配电网的现状，并指出传统配电网接入分布式电源，可能会引发的一些问题，如导致系统低电压穿越、潮流翻转及电能质量降低；系统发生短路故障时，故障电流可能通过分布式电源进入邻近线路，导致保护装置误动作。提出了安装无功补偿装置、电力滤波器，合理选择分布式电源接入的位置和接入的容量等。但该文献仅提出了相应的概念，没有针对具体情况进行具体分析，提到的方法过于笼统且提出的有待验证可行性，因此，不适用于石油配电网的暂态稳定性分析。
7、3.王辉、李旭阳在申请号为cn202210648407，名称为“一种含分布式电源的配电网可靠性评估方法”专利申请中提出分布式电源的配电网可靠性评估方法，该方法采用核密度估计法，基于copula理论选择对风光出力拟合效果最优的copula函数，构建风力发电机和光伏发电机出力的概率分布模型并在传统配电网可靠性评估的基础上引入新的指标，采用蒙特卡洛抽样的方法对不同分布式电源类型接入配电网后系统的可靠性进行计算。该方法针对风光联合出力模型，因存在实施混合供电时分布式发电的类型不同，所以有必要构建各种类型能量分布特性的模型，显然多模型的建立直接增加了整个电力系统的运行负荷。因此该方法不适用于石油微电网系统暂态稳定性分析。
8、石油配电系统中因风场风速风向改变等因素引起直流侧发生慢时间尺度扰动时，传统的小信号分析法则无法满足系统稳定性评估的需要，且分布式电源接入的石油配电网系统惯量通常较低，其显著的非线性特征易使系统不同状态量之间动态耦合加剧，导致小扰动引起的小规模频率、电压波动也可能持续扩大，进而导致系统失稳。为此，需要针对石油配电网系统进行暂态稳定评估，进而提高配电网的暂态稳定性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，以解决分布式电源接入石油配电网对石油配电网系统暂态稳定影响进行评估的技术问题，并提高评估分析效率，进而确保抽油机电力系统安全、高效的运行。
2、本专利技术基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，包括以下步骤：
3、一)建立石油配电网系统的大信号模型：
4、
5、式中，xs表示完整石油配电网系统的状态变量，s表示系统非线性状态矩
6、阵，ts表示系统输入矩阵；
7、二)将石油配电网非线性系统分为k个takagi-sugeno模糊规则的线性子系统，将k个线性子系统叠加，从而近似表示石油配电网非线性系统：
8、
9、式中，x(t)表示系统状态变量，k表示子系统数量，yi表示系统状态矩阵，ti表示输入矩阵，ωi(z(t))表示隶属函数；
10、将隶属函数归一化并结合基于模糊规则的k个子系统局部线性模型，求得非线性等效模型：
11、
12、对石油配电网非线性系统中的非线性项，用非线性等效模型的常量表示该项极限值，石油配电网系统工作点的渐近稳定域由该极限值界定，从而将求解系统稳定域的问题转换为求取工作点的扰动极限值；通过公式(3)非线性项的极限值和局部线性化系统矩阵，求得石油配电网系统的能量函数v(x)：
13、
14、式中，m(i,i)和m(i,j)是在状态变量为i和j情况下正定矩阵，xi、xj和xi-j是状态变量为i和j情况下的为平面；计算xi-j平面的渐近稳定域时，只考虑状态变量i和j，其余状态变量视为零，则xi-j平面的渐近稳定域rasi-j表达式为：
15、
16、式中，表示xi的最小值，表示xj的最小值；
17、四)根据步骤三)求得的渐近稳定域rasi-j评估石油配电网系统的暂态稳定性。
18、2、根据权利要求1所述的基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，其特征在于：所述步骤一)建立石油配电网系统的大信号模型，包括：
19、1)将风电场单元中的所有风力发电机等值成一台等效机组，该等效机组输出的有功功率等效为：
20、
21、其中：n为风电场单元中风力发电机的数量，pfi为第i台风力发电机的输出功率，a为风力发电机叶轮扫风面积，vequ为等效风速，cpeq为等效风能利用系数；
22、
23、其中：cpi为每台风力发电机的风能利用系数；
24、
25、其中vi第i台风力发电机的风轮输入风速；
26、将风电场单元中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，所述基于分布式电源的石油配电网系统包括风电场单元、储能站单元、抽油机单元、母线、连接风电场单元与母线的逆变器和变压器、连接储能站单元和母线的逆变器和变压器以及连接母线和抽油机的逆变器和变压器，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，其特征在于：所述步骤一)建立石油配电网系统的大信号模型，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式电源的石油配电网系统暂态稳定评估方法，所述基于分布式电源的石油配电网系统包括风电场单元、储能站单元、抽油机单元、母线、连接风电场单元与母线的逆变器和变压器、连接储能站单元和母线的逆变器和变压器以...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，陈家伟，张礼，毛博龙，赵诚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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