直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法与流程

1.本技术涉及电力系统直流送端技术领域，尤其涉及一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法、系统及设备。


背景技术：

2.新能源将会得到快速发展，输电交流系统的直流送端近区也有大量新能源并网，形成了直流送端新能源密集区域。在输电交流系统的直流受端发生交流短路故障后，输电交流系统的直流送端响应情况如图5所示，输电交流系统的直流电流短时快速增大，随后在控制作用下逐渐减小，输电交流系统的送端换流器将从送端交流系统短时吸收大量无功，随后发出无功，导致输电交流系统的送端交流母线电压先降低后升高。若对于输电交流系统的直流送端存在大量并网新能源的地区，新能源暂态无功特性(如图6所示)将直接影响输电交流系统电压稳定，若输电交流系统的匹配不当可能导致暂态过电压问题，从而导致新能源脱网和/或设备损坏风险。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法、系统及设备，用于解决现有直流送端新能源密集地区在直流受端发生交流故障后，直流送端存在过电压而导致设备损坏或新能源大范围脱网的技术问题。
4.为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
5.一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法，包括以下步骤：
6.获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数，所述初始输电参数包括新能源低穿恢复过程的无功电流恢复初值、直流送端换流母线的最高耐受母线电压和新能源并网点的最高耐受并网电压；
7.采用dsp-emtdc混合仿真软件对所述输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，所述第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压；
8.若所述第一电压参数不满足电压约束，基于所述无功电流恢复初值对所述输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的所述第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节；
9.获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。
10.优选地，基于所述无功电流恢复初值对所述输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数包括：基于所述无功电流恢复初值每次调节的新能源无功控制参数i
qn
为i
qn
＝i
qn-1-δi，式中，n为调节的次数，δi为调节数据，i
qn-1
为与第 n次调节新能源无功控制参数对应的上一次新能源
无功控制参数；当n＝1时， i
qn-1
为无功电流恢复初值。
11.优选地，所述调节数据为0.1pu，pu为无功电流的标幺值。
12.优选地，所述第一电压参数和所述第二电压参数均包括最高母线电压和最高并网电压，所述电压约束为所述最高母线电压小于所述最高耐受母线电压，且所述最高并网电压小于所述最高耐受并网电压。
13.本技术还提供一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化系统，包括数据获取模块、仿真模拟模块、调节模块和优化参数获取模块；
14.所述数据获取模块，用于获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数，所述初始输电参数包括新能源低穿恢复过程的无功电流恢复初值、直流送端换流母线的最高耐受母线电压和新能源并网点的最高耐受并网电压；
15.所述仿真模拟模块，用于采用dsp-emtdc混合仿真软件对所述输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，所述第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压；
16.所述调节模块，用于根据所述第一电压参数不满足电压约束，基于所述无功电流恢复初值对所述输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的所述第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节；
17.所述优化参数获取模块，用于获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。
18.优选地，所述调节模块还用于基于所述无功电流恢复初值每次调节的新能源无功控制参数i
qn
为i
qn
＝i
qn-1-δi，式中，n为调节的次数，δi为调节数据，i
qn-1
为与第n次调节新能源无功控制参数对应的上一次新能源无功控制参数；当n＝1时，i
qn-1
为无功电流恢复初值。
19.优选地，所述调节数据为0.1pu，pu为无功电流的标幺值。
20.优选地，所述第一电压参数和所述第二电压参数均包括最高母线电压和最高并网电压，所述电压约束为所述最高母线电压小于所述最高耐受母线电压，且所述最高并网电压小于所述最高耐受并网电压。
21.本技术还提供一种存储装置，其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法。
22.本技术还提供一种终端设备，包括处理器和存储器；
23.所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
24.所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法。
25.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：该直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法、系统及设备，该方法包括获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数；采用dsp-emtdc混合仿真软件对输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压；若第一电压参数
不满足电压约束，基于无功电流恢复初值对输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节；获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。该直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法通过在dsp-emtdc混合仿真软件上根据直流送端换流母线和新能源并网点的电压是否满足电压约束逐步调节新能源无功控制参数，实现对直流送端新能源密集地区的新能源低穿无功策略控制参数的优化，使得优化后的无功控制优化参数应用到该输电系统上，能够让该输电系统在直流受端发生交流故障后，送端换流母线和新能源并网点电压维持在合理水平，解决了现有直流送端新能源密集地区在直流受端发生交流故障后，直流送端存在过电压而导致设备损坏或新能源大范围脱网的技术问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法的步骤流程图；
28.图2为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法新能源发出的无功功率曲线图；
29.图3为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法的电压参数曲线图；
30.图4为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化系统的框架图；
31.图5为现有输电交流系统的直流送端响应情况曲线图；
32.图6为现有输电交流系统的直流送端并无新能源暂态无功特性曲线图。
具体实施方式
33.为使得本技术的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
34.本技术提出一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法、系统及设备，用于解决了现有直流送端新能源密集地区在直流受端发生交流故障后，直流送端存在过电压而导致设备损坏或新能源大范围脱网的技术问题。
35.实施例一：
36.图1为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法的步骤流程图。
37.如图1所示，本技术提供一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法，包括以下步骤：
38.s10.获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数，初始输电参数包括新能源低穿恢复过程的无功电流恢复初值、直流送端换流母线的最高耐受母线电压和新能源并网点的最高耐受并网电压。
39.需要说明的是，在步骤s10中主要为了获取直流送端并网新能源的输电系统中初始输电参数，初始输电参数包括新能源低穿恢复过程的无功电流恢复初值i
q0
、直流送端换流母线的最高耐受母线电压u
1max
和新能源并网点的最高耐受并网电压u
2max
。在本实施例中，无功电流恢复初值i
q0
＝0.3pu，这pu 指的是无功电流的标幺值。在本领域中，pu即标幺值，是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物理量及参数的相对值。u
1max
＝1.05pu， u
2max
＝1.05pu，则pu分别表示直流送端换流母线和新能源并网点的电压标幺值。
40.s20.采用dsp-emtdc混合仿真软件对输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压。
41.需要说明的是，在步骤s20中主要是采用dsp-emtdc混合仿真软件对直流送端并网新能源的输电系统进行其直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取在故障期间直流送端换流母线的最高电压作为第一最高母线电压，以及在故障期间新能源并网点的最高电压作为第一最高并网电压。在本实施例中，步骤s20获取的第一最高母线电压u1为1.13pu，第一最高并网电压u2为1.22pu。
42.s30.若第一电压参数不满足电压约束，基于无功电流恢复初值对输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节。
43.需要说明的是，在步骤s30中主要是根据步骤s20得到第一电压参数进行是否满足电压约束的判断，在步骤s20得到的第一电压参数不满足电压约束情况下，可以在dsp-emtdc混合仿真软件上基于无功电流恢复初值对输电系统的新能源无功控制参数按照i
qn
＝i
qn-1-δi进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节。在本实施例中，n 为调节的次数，δi为调节数据，i
qn-1
为与第n次调节新能源无功控制参数对应的上一次新能源无功控制参数；当n＝1时，i
qn-1
为无功电流恢复初值。
44.进一步地，调节数据为0.1pu，pu为无功电流的标幺值。第一电压参数和第二电压参数均包括最高母线电压和最高并网电压，电压约束为最高母线电压小于最高耐受母线电压，且最高并网电压小于最高耐受并网电压。
45.需要说明的是，当第一电压参数不满足电压约束，将无功电流恢复初值 i
q0
按照i
qn
＝i
qn-1-δi逐步降低新能源无功控制参数至0pu，获取新能源无功控制参数为0时在故障期间直流送端换流母线的第二最高母线电压u1′
和新能源并网点的第二最高并网电压最高电压u2′
。若u1′
＝1.08pu和u2′
＝1.06pu，仍不满足电压约束要求，进一步将按照i
qn
＝i
qn-1-δi逐步降低新能源无功控制参数至-0.2pu，获取新能源无功控制参数为-0.2pu时在故障期间直流送端换流母线的第三最高母线电压u1″
和新能源并网点的第三最高并网电压最高
电压u2″
。 u1″
＝1.04pu和u2″
＝1.02pu，满足电压约束要求。
46.s40.获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。
47.需要说明的是，通过步骤s10至步骤s30获得满足电压约束的新能源无功控制参数，该新能源无功控制参数即为该直流送端并网新能源的输电系统低穿无功控制策略优化后的参数。
48.本技术提供的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法，包括获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数；采用dsp-emtdc 混合仿真软件对输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压；若第一电压参数不满足电压约束，基于无功电流恢复初值对输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节；获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。该直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法通过在dsp-emtdc混合仿真软件上根据直流送端换流母线和新能源并网点的电压是否满足电压约束逐步调节新能源无功控制参数，实现对直流送端新能源密集地区的新能源低穿无功策略控制参数的优化，使得优化后的无功控制优化参数应用到该输电系统上，能够让该输电系统在直流受端发生交流故障后，送端换流母线和新能源并网点电压维持在合理水平，解决了现有直流送端新能源密集地区在直流受端发生交流故障后，直流送端存在过电压而导致设备损坏或新能源大范围脱网的技术问题。
49.图2为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法新能源发出的无功功率曲线图，图3为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法的电压参数曲线图。
50.在本技术的一个实施例中，该直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法通过满足约束条件的第二电压参数和无功控制优化参数应用到直流送端并网新能源的输电系统上，并基于第二电压参数和无功控制优化参数在dsp-emtdc混合仿真软件上对送端典型n-1故障进行模拟，得到模拟结果，如图2和图3所示。
51.实施例二：
52.图4为本技术实施例所述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化系统的框架图。
53.如图4所示，本技术还提供一种直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化系统，包括数据获取模块10、仿真模拟模块20、调节模块30和优化参数获取模块40；
54.数据获取模块10，用于获取直流送端并网新能源的输电系统的初始输电参数，初始输电参数包括新能源低穿恢复过程的无功电流恢复初值、直流送端换流母线的最高耐受母线电压和新能源并网点的最高耐受并网电压；
55.仿真模拟模块20，用于采用dsp-emtdc混合仿真软件对输电系统的直流送端换流母线交流三相短路故障进行仿真模拟，获取故障期间的第一电压参数，第一电压参数包括直流送端换流母线的第一最高母线电压和新能源并网点的第一最高并网电压；
56.调节模块30，用于根据第一电压参数不满足电压约束，基于无功电流恢复初值对输电系统的新能源无功控制参数进行逐步调节，获取与每次调节新能源无功控制参数对应的故障期间的第二电压参数，直至获取的第二电压参数满足电压约束，停止对新能源无功控制参数的调节；
57.优化参数获取模块40，用于获取满足电压约束的新能源无功控制参数且将该新能源无功控制参数记为无功控制优化参数。
58.在本技术实施例中，调节模块30还用于基于无功电流恢复初值每次调节的新能源无功控制参数i
qn
为i
qn
＝i
qn-1-δi，式中，n为调节的次数，δi为调节数据，i
qn-1
为与第n次调节新能源无功控制参数对应的上一次新能源无功控制参数；当n＝1时，i
qn-1
为无功电流恢复初值。
59.在本技术实施例中，调节数据为0.1pu，pu为无功电流的标幺值。
60.在本技术实施例中，第一电压参数和第二电压参数均包括最高母线电压和最高并网电压，电压约束为最高母线电压小于最高耐受母线电压，且最高并网电压小于最高耐受并网电压。
61.需要说明的是，实施例二中模块的内容对应于实施例一方法中的步骤，实施例一方法步骤的内容已经在实施例一中详细阐述了，在实施例二不再对系统中模块的内容重复阐述。
62.实施例三：
63.本技术还提供一种存储装置，其中存储有多条程序代码，程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法。
64.实施例四：
65.本技术还提供一种终端设备，包括处理器和存储器；
66.存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
67.处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的直流送端并网新能源的低穿无功控制策略参数优化方法。
68.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
69.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
70.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
71.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
72.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
73.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。