特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置及方法与流程

本发明属于特高压直流系统，尤其涉及一种特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置及方法。

背景技术：

1、随着我国未来能源开发重心逐步向西北地区转移，远距离、大容量特/超高压直流输电将在我国跨区域的电力互联网中发挥愈发重要的作用。我国后续规划开发的能源基地也大多在西部、北部等地理位置边远地区，所属交流电网相对薄弱，并且还面临多回直流送出、新能源占比高等特点，导致电网运行特性复杂，直流运行灵活性受限等直流弱送端电网特征。

2、因此，需要通过动态无功补偿配置，改善直流送端系统在故障条件下的电压稳定性。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置及方法。其目的是为了通过判断直流输电系统与新能源厂站间的耦合关系，计算获得特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值，进而促进实现特高压直流系统与新能源厂站的稳定运行的发明目的。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

3、特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测方法，包括以下步骤：

4、步骤1.对区域内新能源厂站并网节点的参数数据进行测量；

5、步骤2.将测量得到的数据进行预处理；

6、步骤3.利用预处理后的数据，建立特高压直流系统与新能源厂站的并网点之间的映射关系；

7、步骤4.利用建立的映射关系，计算特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值；

8、步骤5.利用计算得到的预测值进行分析和监测。

9、更进一步的，所述特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子，如下式：

10、

11、式中，n为自然数，n＝1,2,…，t1,t2,…ti…,tn为n个固定时间间隔的时刻，为第ti时刻特高压直流系统的实际运行电压，uuhv,max为n个时刻特高压直流系统的最高运行电压，为第ti时刻新能源厂站的实际运行电压，uneps,max和uneps,min分别为n个时刻新能源厂站运行电压的最大值和最小值；

12、在n个固定时间间隔的时刻t1,t2,...,ti,…tn，其中n为自然数，i∈{1,2,…,n}，测量特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电压特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电流特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点输出有功功率特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点功率因数k∈{1,2,…,m}，其中m为自然数；

13、

14、所述参数数据包括新能源厂站的并网点电流、电压、输出有功功率及并网点功率因数。

15、更进一步的，所述将测量得到的数据进行预处理,包括：

16、对特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电压特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电流特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点有功功率测量数据进行如下归一化处理：

17、

18、式中，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电压在ti时刻测量值的归一化值，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电压在t1,t2,...,ti,…tn这n个时刻测量值中的最大值和最小值；为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电流在ti时刻测量值的归一化值，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电流在t1,t2,...,ti,…tn这n个时刻测量值中的最大值和最小值；为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点有功功率在ti时刻测量值的归一化值，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点有功功率在t1,t2,...,ti,…tn这n个时刻测量值中的最大值和最小值；

19、对特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点功率因数测量数据进行如下处理:

20、

21、式中，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点功率因数在ti时刻测量值的绝对值。

22、更进一步的，所述建立特高压直流系统与新能源厂站的并网点之间的映射关系,包括：

23、建立特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电压在ti时刻测量值的归一化值特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点电流在ti时刻测量值的归一化值特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点有功功率在ti时刻测量值的归一化值特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点功率因数在ti时刻测量值的绝对值之间的映射关系可表现为新能源并网点特征因子：

24、

25、式中，bq为特高压直流系统和新能源厂站并网点的特征因子，为m×1阶矩阵，wuhv为特高压直流系统与各新能源厂站的并网点之间的n×1作用系数矩阵，即为一个n阶列向量，inputuhv为特高压直流系统与新能源厂站的并网点的m×n阶输入矩阵，第k个并网点ti个时刻的输入值为则inputuhv为：

26、

27、更进一步的，所述利用建立的映射关系，计算特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值，指计算在未来的tn+1时刻，特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值cs：

28、

29、式中，dk为特高压直流系统与新能源厂站的并网点所在线路的线损率矩阵，此矩阵为一个1×m矩阵，为特高压直流系统与第k个新能源厂站的并网点功率因数在ti时刻测量值的绝对值。

30、更进一步的，所述利用计算得到的预测值进行分析，包括：

31、若特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值0.6<cs<1，则特高压直流系统对新能源厂站并网点的电压稳定影响较大，此时减小系统中无功补偿装置的开机数量，保证投入运行的无功补偿装置保持在最大运行功率；

32、若特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值0<cs＜0.4，则特高压直流系统中无功电压不足，适当增加系统中无功补偿装置的开机数量；

33、若特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值0.4＜cs＜0.6，则特高压直流系统与新能源厂站的耦合关系良好，新能源厂站并网点无过电压风险，特高压直流系统可以及时、稳定的做出能量响应。

34、特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置，包括：

35、测量模块，用于对区域内新能源厂站并网节点的参数数据进行测量；

36、预处理模块，用于将测量得到的数据进行预处理；

37、映射关系建立模块，用于利用预处理后的数据，建立特高压直流系统与新能源厂站的并网点之间的映射关系；

38、预测值计算模块，用于利用建立的映射关系，计算特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测值；

39、分析和监测模块，用于利用计算得到的预测值进行分析和监测。

40、更进一步的，所述预测装置利用任一所述的特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测方法的步骤来实现。

41、一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置及方法的步骤。

42、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的特高压直流系统与新能源厂站电压耦合因子预测装置及方法的步骤。

43、本发明具有以下有益效果及优点：

44、本发明为特高压直流系统与新能源厂站的电压耦合因子预测提供了优化方法，对特高压直流系统与新能源厂站的耦合特性进行预测。

45、通过对特高压直流系统与新能源厂站的并网点电压、特高压直流系统与新能源厂站的并网点电流、特高压直流系统与新能源厂站的并网点输出有功功率、特高压直流系统与新能源厂站的并网点功率因数参数进行采集，并根据采集到的参数进行计算，能够优化特高压直流系统与新能源厂站之间的耦合关系，显著提高特高压直流系统与新能源厂站供电的稳定性。