一种计及电压稳定的多源系统分区方法
【专利摘要】本发明公开了一种计及电压稳定的多源系统分区方法，包括对所研究时间进行时间断面选取；对于第一个时间断面按照该时间断面系统总负荷值对各节点负荷进行增长；对多种电源进行出力增长与分配；系统静态电压稳定临界点的求取；进行模态分析，求解该时间断面的电压稳定最薄弱节点并记录；遍历所有的时间断面，将出现频率最大的薄弱节点，作为全时间尺度薄弱节点；汇总求解结果为全时间尺度薄弱节点所对应的时间断面，并在这些时间断面下按照无功电压灵敏度关系分别求取薄弱区域，将所求得的这些薄弱区域取交集，形成全时间框架下的薄弱区域。本发明能够综合考虑多种电源出力特性及负荷波动性，有助于有效地提高含多种电源电力系统的电压稳定性。
【专利说明】一种计及电压稳定的多源系统分区方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统电压稳定分析领域，以及含多种电源的电力系统规划领域。
【背景技术】
[0002] 积极发展可再生能源技术，优化调整能源结构，有着非常重要的意义。包括风电、 光伏发电等的多种电源接入系统并网发电已经成为一种趋势。电压稳定性问题的研究也已 经成为研究系统稳定性问题的重要分支，实现额定电压下系统的无功平衡是系统运行的重 要目标之一，是维持系统电压稳定性的关键。风电、光伏等新能源接入电力系统后，较单一 常规电源接入系统的情况，由于本身出力特性的不同，系统潮流分布、节点电压等参数会因 此受到影响，进行专门的电压稳定性分析很有必要。
[0003] 对于电力系统中常规电源的研究早已开展，而对于风电、光伏等多种电源的研究 目前主要集中于潮流计算中的建模，无功功率及电压控制，电能质量等方面。在电压稳定分 析与控制方面，电网分区控制的概念为电压稳定控制提供了有效思路，目前已经存在一些 电力系统的分区方法。然而，在多源系统方面，目前还没有一种对多种电源进行较为详细建 模且综合考虑多源出力及负荷的波动性的电压稳定分区方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出一种基于全时间框架及无功电压灵敏度的分析方法，用以 对含可再生能源电源（包括大型风电场及光伏电站）及常规电源的多种电源系统进行计及 电压稳定的智能分区。该方法求得多源共同接入的电力系统中电压稳定薄弱区域的分布， 进而对薄弱区域进行针对性的无功补偿，实现无功功率就地平衡，为电压稳定控制提供依 据。本发明能够综合考虑多种电源出力特性及负荷波动性，有助于有效地提高含多种电源 电力系统的电压稳定性。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明一种计及电压稳定的多源系统分区方法，包括下 列步骤：
[0006] 步骤一、以某段时间为研究对象，在时间段内以相同时间间隔选取若干个时间断 面；
[0007] 步骤二、对于第一个时间断面，根据系统总有功负荷曲线得到该时间断面系统总 负荷值，在此基础上对各节点负荷进行增长；根据发电计划曲线得到该时间断面常规发电 机的有功出力，根据有功出力预测曲线得到该时间断面风电及光伏的出力，对多种电源进 行出力增长与分配；此过程持续进行，直到到达系统静态电压稳定临界点；
[0008] 步骤三、进行模态分析，求解该时间断面的电压稳定最薄弱节点并记录；
[0009] 步骤四、按照步骤二和步骤三，遍历所有的时间断面，并对所有时间断面下记录的 最薄弱节点进行筛选，得到出现频率最大的薄弱节点，作为全时间尺度薄弱节点；
[0010] 步骤五、对步骤四所得各薄弱节点出现频率数据进行汇总求解结果为全时间尺度 薄弱节点所对应的时间断面，并在这些时间断面下按照无功电压灵敏度关系分别求取薄弱 区域，将所求得的这些薄弱区域取交集，剔除接线上没有联系的节点，形成全时间框架下的 薄弱区域。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0012] 本发明针对多种电源接入的电力系统，进行计及电压稳定的薄弱区域的划分。本 发明提出的全时间框架电压稳定薄弱区域分析方法，能够综合考虑包括风电、光伏的非常 规电源出力波动性以及负荷的变动性，切合多源系统实际运行情况。电压稳定薄弱区域的 求取对于改善系统电压稳定具有重要的指导意义，能够给出具有针对性的无功补偿安装方 式，能够较好地提高多源系统电压稳定裕度，对于多源系统的电压稳定监视与控制以及保 证系统电压稳定性具有重要的意义。对于作为研究对象的时间以及时间间隔，可以根据风 电场及光伏电站规划的需要以及出力波动的情况进行有代表性地选择，从而能够计算出具 有实际指导意义的电压稳定薄弱区域的分布情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明计及电压稳定的多源系统分区方法整体实施流程图；
[0014] 图2是本发明中电压稳定临界点（SNB点）示意图；
[0015] 图3是本发明实例的系统接线网络示意图；
[0016] 图4是图3所示实例的系统分区结果示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。
[0018] 现以图3所示的系统接线网络为例，详细说明本发明提出的一种计及电压稳定的 多源系统分区方法，包括如下步骤，其实施流程图如图1所示。
[0019] 步骤一：以某段时间为研究对象，在时间段内以相同时间间隔选取若干个时间断 面。
[0020] 在本实例的全时间框架分析中，作为研究对象的时间段T选为24小时，Λ T取1小 时，贝1J所抽取的时间断面数m = 24,每一个时间断面Tji = 0, 1，;
[0021] 步骤二：对于第一个时间断面，根据系统总有功负荷曲线得到该时间断面系统总 负荷值，在此基础上对各节点负荷进行增长；根据发电计划曲线得到该时间断面常规发电 机的有功出力，根据有功出力预测曲线得到该时间断面风电及光伏的出力，对多种电源进 行出力增长与分配；此过程持续进行，直到到达系统静态电压稳定临界点（SNB点），如图2 所示。
[0022] 以系统内各节点总有功负荷变化量λ为参数的潮流方程可表示为：
[0023]
【权利要求】
1. 一种计及电压稳定的多源系统分区方法，包括下列步骤： 步骤一、以某段时间为研究对象，在时间段内以相同时间间隔选取若干个时间断面； 步骤二、对于第一个时间断面，根据系统总有功负荷曲线得到该时间断面系统总负荷 值，在此基础上对各节点负荷进行增长；根据发电计划曲线得到该时间断面常规发电机的 有功出力，根据有功出力预测曲线得到该时间断面风电及光伏的出力，对多种电源进行出 力增长与分配；此过程持续进行，直到到达系统静态电压稳定临界点； 步骤三、进行模态分析，求解该时间断面的电压稳定最薄弱节点并记录； 步骤四、按照步骤二和步骤三，遍历所有的时间断面，并对所有时间断面下记录的最薄 弱节点进行筛选，得到出现频率最大的薄弱节点，作为全时间尺度薄弱节点； 步骤五、对步骤四所得各薄弱节点出现频率数据进行汇总求解结果为全时间尺度薄 弱节点所对应的时间断面，并在这些时间断面下按照无功电压灵敏度关系分别求取薄弱区 域，将所求得的这些薄弱区域取交集，剔除接线上没有联系的节点，形成全时间框架下的薄 弱区域。
【文档编号】H02J3/00GK104242308SQ201410504657
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】魏炜, 李佳龙, 曾沅 申请人:天津大学