一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法，包括获取配电网系统参数以及接入配电网的风电参数；含风电的配电网系统的负荷增长因子LSF的初始值为1，根据配电网系统参数和风电参数获得含风电的配电网系统在当前LSF下的潮流，并判断潮流是否收敛，若是，则获得配电网各个节点的电压幅值、相角以及各支路末端的传输功率，若否则配电网失去静态电压稳定性；根据含风电的配电网的潮流计算结果获得各支路的静态电压稳定指标；根据各支路的静态电压稳定指标获得全网的静态电压稳定指标和稳定裕度，根据静态电压稳定指标和稳定裕度的数值的大小评估当前LSF下的含风电的配电网的静态电压稳定性，并确定系统最薄弱支路和最薄弱节点。
【专利说明】—种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于含分布式电源的配电网电压稳定性研究领域，更具体地，涉及一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法。
【背景技术】
[0002]提高配电网的静态电压稳定性对于保证供电的可靠性和改善电能的质量均具有重要意义。近年来，随着配电网中电力机车、电弧炉、单相整流设备等单相负荷不断增加，配电网的三相电压、电流不再对称、线路电能损耗增大、设备损坏、电压稳定水平降低。此夕卜，由于智能电网建设的迫切需要，大量双馈风力发电机并入配网运行，一方面其接入方式既有可能是三相接入，也可能是两相或单相接入，使得配电网的三相不平衡现象更加突出；另一方面改变了配电系统原有的网络结构和潮流方向，对配电网电压稳定性产生了较大影响。因此，研究含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性具有重要理论意义与现实意义。
[0003]针对含风电的配电网静态电压稳定分析，已有学者提出相应的静态电压稳定指标，即以系统潮流计算为基础，将线路输送功率的极值作为电压失稳的临界，定量评价系统当前的运行电压与电压崩溃点的距离。但目前对静态电压稳定指标的研究主要集中于三相对称系统，而对含风电的三相不平衡配电网静态电压稳定性的研究，仅仅局限于电压幅值的变化情况，而没有考虑负荷变化对电压稳定性的影响。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法，其目的在于对含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性进行评估，由此解决现有技术中没有考虑负荷变化对电压稳定性的影响导致评估结果不准确的技术问题。
[0005]本发明提供了一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法，包括下述步骤:
[0006]S1:获取配电网系统参数以及接入配电网的风电参数；
[0007]所述系统参数包括线路的电阻与电抗、有功负荷与无功负荷分布和网络节点类型；所述风电参数包括额定功率和功率因数；
[0008]S2:r = O, r为风电在三相不平衡配电网中安装位置的更换次数；
[0009]S3:LSF = 1,LSF为含风电的配电网系统的负荷增长因子；LSF的值为增长后的负荷与增长前的负荷之比；
[0010]S4:根据所述配电网系统参数和所述风电参数获得含风电的配电网系统在当前LSF下的潮流，并判断潮流是否收敛，若是，则获得配电网各个节点的电压幅值、相角以及各支路末端的传输功率，并进入步骤S5，若否则结束，此时配电网失去静态电压稳定性；
[0011]S5:根据含风电的配电网的各个节点的电压幅值、相角以及各支路末端的传输功率获得各支路的静态电压稳定指标；
[0012]S6:根据各支路的静态电压稳定指标获得全网的静态电压稳定指标和稳定裕度，根据全网的静态电压稳定指标和稳定裕度的数值的大小评估当前LSF下的含风电的配电网的静态电压稳定性，并确定系统最薄弱支路和最薄弱节点；
[0013]S7:判断LSF是否等于1，若是，则进入步骤S8，若否，则进入步骤SlO ；
[0014]S8:令r = r+Ι ;并判断r是否大于R，其中R为风机安装位置的更换次数最大值，若是，则进入步骤S10，若否，则进入步骤S9 ；
[0015]S9:更换风机在三相不平衡配电网中的接入位置，并返回至步骤S3 ；
[0016]SlO:令 LSF = LSF+1，返回步骤 S4。
[0017]其中，步骤S4中，当满足max([AP° ；AQa]) < 10_6时，潮流计算收敛，其中APa与AQ°分别为α相节点有功功率和无功功率不平衡量变化矩阵，a =a，b，c。
[0018]其中，步骤S4中，所述配电网各个节点的电压幅值根据公式
【权利要求】
1.一种含风电的三相不平衡配电网的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，包括下述步骤: S1:获取配电网系统参数以及接入配电网的风电参数； 所述系统参数包括线路的电阻与电抗、有功负荷与无功负荷分布和网络节点类型；所述风电参数包括额定功率和功率因数； 52:r = 0,r为风电在三相不平衡配电网中安装位置的更换次数； 53:LSF = 1,LSF为含风电的配电网系统的负荷增长因子；LSF的值为增长后的负荷与增长前的负荷之比； S4:根据所述配电网系统参数和所述风电参数获得含风电的配电网系统在当前LSF下的潮流，并判断潮流是否收敛，若是，则获得配电网各个节点的电压幅值、相角以及各支路末端的传输功率，并进入步骤S5，若否则结束，此时配电网失去静态电压稳定性； S5:根据含风电的配电网的各个节点的电压幅值、相角以及各支路末端的传输功率获得各支路的静态电压稳定指标； 56:根据各支路的静态电压稳定指标获得全网的静态电压稳定指标和稳定裕度，根据全网的静态电压稳定指标和稳定裕度的数值的大小评估当前LSF下的含风电的配电网的静态电压稳定性，并确定系统最薄弱支路和最薄弱节点； 57:判断LSF是否等于1，若是，则进入步骤S8，若否，则进入步骤SlO ； 58:令r = r+Ι ;并判断r是否大于R，其中R为风机安装位置的更换次数最大值，若是，则进入步骤S10，若否，则进入步骤S9 ； 59:更换风机在三相不平衡配电网中的接入位置，并返回至步骤S3 ； SlO:令 LSF = LSF+1，返回步骤 S4。
2.如权利要求1所述的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，步骤S4中，当满足max([APa ；AQa]) < 10_6时，潮流计算收敛，其中APa与AQa分别为a相节点有功功率和无功功率不平衡量变化矩阵，a =a，b，c。
3.如权利要求1或2所述的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，步骤S4中，所述配电网各个节点的电压幅值根据公式
获得，其中Δ--?与△/子别为节点i的α相电压实部和虚部不平衡量，< 与#分别为节点i的α相电压实部与虚部，Uf为节点i的α相电压幅值；
所述配电网各个节点的电压相角根据公式
获得，其中-为节点i
的α相电压相角； 所述各支路末端的传输功率根据公式
获得，其中为节点i与j之间支路末端的α相传输功率，为节点j的α相电压向量，$为节点i的α相电压向量的共轭，4为节点j的α相电压向量的共轭为节点i与j之间支路导纳的共轭，a = a, b, c, β =a，b，c。
4.如权利要求1或2所述的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，步骤S5中各支路的静态电压稳定指标为n = 4[(if^2 + )2 + dfXl+ ^22)Uf 3/ [(^2 + S2W ]，其中 2；为节点 i与j之间支路的α相静态电压稳定指标，与這分别为节点i与j之间支路末端的α相传输有功和无功功家V为节点i的α相电压向量，和均为中间参数，α =
;其中， 与为节点i与j之间支路的电导与电纳，若α = β则为自电导与自电纳，若α古β则为互电导与互电纳，β =a，b，c。
5.如权利要求3所述的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，步骤S6中，各节点a相电压幅值的最小值对应的节点为最薄弱节点；各支路a相静态电压稳定指标的最大值对应的支路为最薄弱支路。
6.如权利要求4所述的静态电压稳定性评估方法，其特征在于，在步骤S9中，在最薄弱支路所在馈线上设置R个节点，将风机依次接入到R个节点上实现风机在三相不平衡配电网中的接入位置的更换。
【文档编号】H02J3/00GK104201671SQ201410431798
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】白展, 苗世洪, 鞠洪新, 孙锐, 张鹏, 冉晓洪, 白浩 申请人:华中科技大学, 许继集团有限公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司