提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置方法和装置与流程

1.本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置方法和装置。


背景技术：

2.为应对环境污染、气候变化、保障经济社会的可持续发展，越来越多的可再生能源像风电、光伏等被接入电力系统中，但其时空分布特性和不确定性也给电网安全稳定运行带来了新的挑战。由于新能源机组不具备电压调节能力，随着新能源占比不断提高，电网电压调节能力逐步下滑，对于高占比新能源电网来说，当发生交直流严重故障下采取大量切机切负荷等措施后会引起电网稳态电压严重偏移的问题，威胁电网设备。
3.调相机作为常见的无功补偿装置，具有跟踪速度快、补偿范围广、故障率低等优点，同时调相机作为旋转设备还可以为系统提供短路容量和转动惯量，在电力系统中应用较为广泛，成为解决高占比新能源电网严重故障采取安控措施后带来的稳态电压偏移问题，提高电网输电能力的有效手段。但调相机不同配置地点对电网事故后电压控制效果不一样，且调相机设备投资与电网控制效益将会随配置容量提升呈现抛物线趋势，可见，调相机配置地点和配置容量均存在优化空间。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：为了克服上述不足，提出了一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置方法和装置，解决了调相机配置地点和配置容量不准确的问题。
5.本发明是采用以下的技术方案来实现的：一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置方法，包括步骤：
6.获取受稳态电压偏移约束的高占比新能源电网关键输电断面的关键故障及其安控策略信息；
7.根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点；
8.基于候选安装点确定调相机的最优配置地点；
9.计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量；
10.基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点。
11.进一步的，根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点，包括：
12.根据高占比新能源电网的典型运行方式和安控策略信息仿真计算关键故障考虑安控措施动作后的系统内各个母线电压，根据电压偏移量统计结果，按电压偏移从大到小选取m个母线a1、a2…
a
m
作为调相机候选安装点。
13.进一步的，所述电压偏移量为故障后的母线电压减去对应的电压限值。
14.进一步的，基于候选安装点确定调相机的最优配置地点，包括：
15.分别仿真计算典型运行方式下在m个母线a1、a2…
a
m
处安装设定容量为q0的调相机后对关键断面输电能力的提升量，并选择最大提升量的母线作为调相机最优配置地点。
16.进一步的，计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量，包括：
17.在典型运行方式下分别仿真计算不同容量q
i
的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量y
i
；i＝1,2,
…
,n，n表示不同的调相机总个数。
18.进一步的，基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点，包括：
19.计算效能代价比指标t
i
＝y
i
/q
i
；
20.将所求的t
i
值进行排序，选择t
i
值最大所对应的调相机并将此调相机的容量作为最终调相机的最佳安装容量，所述落点为所述最优配置地点。
21.一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置装置，包括：
22.信息获取模块，用于获取受稳态电压偏移约束的高占比新能源电网关键输电断面的关键故障及其安控策略信息；
23.候选安装点计算模块，用于根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点；
24.最优配置地点计算模块，用于基于候选安装点确定调相机的最优配置地点；
25.最佳安装容量计算模块，用于计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量；基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点。
26.进一步的，根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点，包括：
27.根据高占比新能源电网的典型运行方式和安控策略信息仿真计算关键故障考虑安控措施动作后的系统内各个母线电压，根据电压偏移量统计结果，按电压偏移从大到小选取m个母线a1、a2…
a
m
作为调相机候选安装点。
28.进一步的，基于候选安装点确定调相机的最优配置地点，包括：
29.分别仿真计算典型运行方式下在m个母线a1、a2…
a
m
处安装设定容量为q0的调相机后对关键断面输电能力的提升量，并选择最大提升量的母线作为调相机最优配置地点。
30.进一步的，计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量，基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点，包括：
31.在典型运行方式下分别仿真计算不同容量q
i
的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量y
i
；i＝1,2,
…
,n，n表示不同的调相机总个数。
32.计算效能代价比指标t
i
＝y
i
/q
i
；
33.将所求的t
i
值进行排序，选择t
i
值最大所对应的调相机并将此调相机的容量作为最终调相机的最佳安装容量，所述落点为所述最优配置地点。
34.本发明的有益效果如下：本发明首先通过安装调相机对输电能力的影响选出调相机的最佳安装点，再通过综合考虑安装不同容量调相机后输电能力提升量和调相机容量的效能代价比指标来选出最佳的调相机安装容量，从而得出调相机的最佳安装容量及落点。
35.通过选择调相机的最佳安装容量及落点来提升新能源高占比电网的输电能力，不仅有效地提高了电网的输电能力，促进地方经济发展而且使安装调相机后的经济效益达到最大化。
附图说明
36.图1是本发明方法的流程图。
具体实施方式
37.下面参照附图对本发明作进一步详细描述。
38.实施例1：
39.如图1所示，一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置方法，包括步骤：
40.步骤1，获取受稳态电压偏移约束的高占比新能源电网关键输电断面的关键故障f及其安控策略信息；
41.步骤2，根据高占比新能源电网的典型运行方式和安控策略信息仿真计算关键故障f考虑安控措施动作后的系统内各个母线电压，根据电压偏移量统计结果，按电压偏移从大到小选取m个母线a1、a2…
a
m
作为调相机候选安装点；
42.电压偏移量是通过故障后的母线电压减去对应的电压限值得到的。
43.高占比新能源电网的典型运行方式包括：新能源大发方式(光伏出力的同时率为0.8，风电出力同时率0.7)、关键断面输电功率达到运行规定的极限功率；
44.步骤3，分别仿真计算典型运行方式下在m个母线a1、a2…
a
m
处安装设定容量为q0的调相机后对关键断面输电能力的提升量，分别记为
△
p
s1
、
△
p
s2
…△
p
sm
，并选择最大提升量的母线作为调相机最优配置地点；
45.步骤4，在典型运行方式下分别仿真计算不同容量q
i
(i＝1,2
…
n)的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量y
i
；n表示不同的调相机总个数；
46.步骤5，综合输电能力提升量和调相机容量计算不同调相机配置的效能代价比指标，最终确定调相机的最佳安装容量，从而得出调相机最优配置地点及安装容量。通过以下方法进行确定：
[0047]5‑
a)定义效能代价比指标t
i
＝y
i
/q
i
.
[0048]5‑
b)将所求的t
i
值进行排序，选择t
i
值最大所对应的调相机并将此调相机的容量作为最终调相机的安装容量，再根据步骤3确定的最优配置地点作为调相机的落点。
[0049]
本发明公开了一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机优化配置方法，获取受稳态电压偏移约束的高占比新能源电网关键输电断面的关键故障及其安控策略；按故障后各母线电压偏移从大到小选取m个母线作为调相机候选安装点；选择安装同容量调相机后对关键断面输电能力提升量最大的母线作为调相机最优配置点；计算不同容量的调相机安装在最优配置点时的提升量；依据综合输电能力提升量和调相机容量的效能代价比指标，最终确定调相机的最佳安装容量及最优配置点。本发明不仅有效地提高了交流联络线的输电能力，促进地方经济发展而且使安装的调相机效能代价比最优，提升电网设备运行效益。
[0050]
实施例2：
[0051]
一种提升新能源高占比电网输电能力的调相机配置装置，包括：
[0052]
信息获取模块，用于获取受稳态电压偏移约束的高占比新能源电网关键输电断面的关键故障及其安控策略信息；
[0053]
候选安装点计算模块，用于根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点；
[0054]
最优配置地点计算模块，用于基于候选安装点确定调相机的最优配置地点；
[0055]
最佳安装容量计算模块，用于计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量；基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点。
[0056]
进一步的，根据关键故障及其安控策略信息通过仿真计算确定调相机的候选安装点，包括：
[0057]
根据高占比新能源电网的典型运行方式和安控策略信息仿真计算关键故障考虑安控措施动作后的系统内各个母线电压，根据电压偏移量统计结果，按电压偏移从大到小选取m个母线a1、a2…
a
m
作为调相机候选安装点。
[0058]
进一步的，基于候选安装点确定调相机的最优配置地点，包括：
[0059]
分别仿真计算典型运行方式下在m个母线a1、a2…
a
m
处安装设定容量为q0的调相机后对关键断面输电能力的提升量，并选择最大提升量的母线作为调相机最优配置地点。
[0060]
进一步的，计算不同容量的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量，基于所述提升量计算安装不同容量调相机的效能代价比，最终确定调相机的最佳安装容量和落点，包括：
[0061]
在典型运行方式下分别仿真计算不同容量q
i
的调相机安装在最优配置地点时对关键断面输电能力的提升量y
i
；i＝1,2,
…
,n，n表示不同的调相机总个数。
[0062]
计算效能代价比指标t
i
＝y
i
/q
i
；
[0063]
将所求的t
i
值进行排序，选择t
i
值最大所对应的调相机并将此调相机的容量作为最终调相机的最佳安装容量，所述落点为所述最优配置地点。
[0064]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。