用于高比例新能源地区分布式调相机的配置方法及系统与流程

本发明涉及电力系统规划与运行，并且更具体地，涉及一种用于高比例新能源地区分布式调相机的配置方法及系统。

背景技术：

1、近年来，我国风电、光伏等新能源呈现井喷式发展，电网中新能源装机容量占比日益提高，大型新能源基地以及远距离大容量交直流输电发展迅猛。这些新能源发展迅猛的地区往往处于互联电网的末端，电网结构薄弱，就地负荷小，且附近缺乏支撑性电源，电压稳定和低惯量等问题突出，在大容量特高压直流连续换相失败、闭锁、环型交流联络通道开断等故障造成的大量潮流冲击下，均能在新能源送端近区造成暂态过电压，电网发生电压失稳的风险大大增加。

2、分布式调相机可以同时提供电压和瞬时转动惯量支撑，而且其短时过载能力大，其调节能力基本不受系统电压影响，在电力系统发生故障的过程中，分布式调相机可分别发挥次暂态特性、暂态特性、稳态特性，为系统提供动态无功支撑，可以改善新能源场站的暂态过电压以及由于网架薄弱带来的低电压问题，可以有效解决新能源送出能力受限问题，对提高电网运行控制水平，促进新能源消纳具有重要意义。

3、目前，分布式调相机在新能源接入地区的选点布置和容量配置在国内外尚处于研究初期，未见成熟的方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种用于高比例新能源地区分布式调相机的配置方法，包括：

2、针对高比例新能源地区，获取所述高比例新能源地区与电压动态特性相关的运行数据，基于所述运行数据确定所述高比例新能源地区的电压动态特性；

3、基于所述电压动态特性，选择预设方案求取用于配置分布式调相机的选点及容量；

4、以所述求取的选点及容量来配置高比例新能源地区的分布式调相机。

5、可选的，预设方案，包括：基于静态电压稳定的求取方案，基于暂态电压稳定的求取方案和基于新能源场站电压控制的求取方案。

6、可选的，基于静态电压稳定的求取方案，包括：

7、计算高比例新能源地区网络内各个新能源并网母线处节点的新能源多场站短路比，计算公式如下：

8、

9、其中，mrscri为新能源多场站短路比，为第i个并网母线节点的实际运行电压，为第i个并网母线节点标称电压，为等值阻抗矩阵中第i回换流母线所对应的自阻抗，为第i个新能源场站提供的短路电流，n为新能源场站数量，i和j为节点，为等值阻抗矩阵中第i回换流母线和第j回换流母线之间的互阻抗，为第j个新能源场站提供的短路电流；

10、根据所述mrscri确定选点，并在选点配置一台分布式调相机；

11、所述根据所述mrscri确定选点，包括：选择mrscri<mrscrmin，且mrscri值最小的节点，作为选点，所述选点即为需要配置分布式调相机的节点，在选点配置一台分布式调相机；

12、配置完成后，重复计算mrscri，并再次根据所述mrscri确定选点，以进行分布式调相机的配置，直至mrscri≥mrscrmin；

13、在选点均配置完成后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

14、可选的，基于暂态电压稳定的求取方案，包括：

15、确定高比例新能源地区暂态电压异常持续时间指标，计算公式如下：

16、

17、其中，为暂态电压异常持续时间指标，为故障清除时刻，为节点j在故障n引发电压异常后恢复至满足运行要求的电压，且之后一直维持在满足运行要求的电压的时刻，

18、基于所述建立电压薄弱节点矩阵，公式如下：

19、

20、其中，δtn为电压薄弱节点矩阵，i和j为节点；

21、对所述δtn中的元素进行降序排列，选择预设比例的元素生成多个候选集；

22、选择候选集中出现概率最大的节点作为选点，在选点配置分布式调相机；

23、配置完成后，重复确定高比例新能源地区暂态电压异常持续时间指标，基于所述建立电压薄弱节点矩阵，对所述δtn中的元素进行降序排列，选择预设比例的元素生成多个候选集，选择候选集中出现概率最大的节点作为选点，在选点配置分布式调相机，直至新能源并网点电压满足新能源场站高低电压穿越要求；

24、在选点均配置完成后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

25、可选的，基于新能源场站电压控制的求取方案，包括：

26、初始化分布式调相机布置候选集为空集，并针对高比例新能源地区进行时域仿真以确定选定；

27、所述确定选点，包括：在新能源场站近区设置故障，以判断新能源并网点电压是否满足新能源场站高低压穿越要求；

28、若不满足，则统计故障时新能源并网点的暂态电压变化量，将暂态电压的电压变化量超过电压变化量要求的节点放入所述候选集中，作为分布式调相机的配置节点；

29、以所述候选集中的节点作为选点，在选点配置分布式调相机；

30、在新能源场站近区进行故障扫描，以进行安全稳定检核，以确定新能源并网点电压是否满足新能源场站高低压穿越要求，若不满足，则再次进行时域仿真以确定选点，并再次在新能源场站近区进行故障扫描，以进行安全稳定检核，直至新能源并网点电压满足新能源场站高低压穿越要求；

31、在新能源并网点电压满足新能源场站高低压穿越要求后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

32、再一方面，本发明还提出了一种用于高比例新能源地区分布式调相机的配置系统，包括：

33、选择单元，用于针对高比例新能源地区，获取所述高比例新能源地区与电压动态特性相关的运行数据，基于所述运行数据确定所述高比例新能源地区的电压动态特性；

34、计算单元，用于基于所述电压动态特性，选择预设方案求取用于配置分布式调相机的选点及容量；

35、配置单元，用于以所述求取的选点及容量来配置高比例新能源地区的分布式调相机。

36、可选的，预设方案，包括：基于静态电压稳定的求取方案，基于暂态电压稳定的求取方案和基于新能源场站电压控制的求取方案。

37、可选的，基于静态电压稳定的求取方案，包括：

38、计算高比例新能源地区网络内各个新能源并网母线处节点的新能源多场站短路比，计算公式如下：

39、

40、其中，mrscri为新能源多场站短路比，为第i个并网母线节点的实际运行电压，为第i个并网母线节点标称电压，为等值阻抗矩阵中第i回换流母线所对应的自阻抗，为第i个新能源场站提供的短路电流，n为新能源场站数量，i和j为节点，为等值阻抗矩阵中第i回换流母线和第j回换流母线之间的互阻抗，为第j个新能源场站提供的短路电流；

41、根据所述mrscri确定选点，并在选点配置一台分布式调相机；

42、所述根据所述mrscri确定选点，包括：选择mrscri<mrscrmin，且mrscri值最小的节点，作为选点，所述选点即为需要配置分布式调相机的节点，在选点配置一台分布式调相机；

43、配置完成后，重复计算mrscri，并再次根据所述mrscri确定选点，以进行分布式调相机的配置，直至mrscri≥mrscrmin；

44、在选点均配置完成后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

45、可选的，基于暂态电压稳定的求取方案，包括：

46、确定高比例新能源地区暂态电压异常持续时间指标，计算公式如下：

47、

48、其中，为暂态电压异常持续时间指标，为故障清除时刻，为节点j在故障n引发电压异常后恢复至满足运行要求的电压，且之后一直维持在满足运行要求的电压的时刻，

49、基于所述建立电压薄弱节点矩阵，公式如下：

50、

51、其中，δtn为电压薄弱节点矩阵，i和j为节点；

52、对所述δtn中的元素进行降序排列，选择预设比例的元素生成多个候选集；

53、选择候选集中出现概率最大的节点作为选点，在选点配置分布式调相机；

54、配置完成后，重复确定高比例新能源地区暂态电压异常持续时间指标，基于所述建立电压薄弱节点矩阵，对所述δtn中的元素进行降序排列，选择预设比例的元素生成多个候选集，选择候选集中出现概率最大的节点作为选点，在选点配置分布式调相机，直至新能源并网点电压满足新能源场站高低电压穿越要求；

55、在选点均配置完成后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

56、可选的，基于新能源场站电压控制的求取方案，包括：

57、初始化分布式调相机布置候选集为空集，并针对高比例新能源地区进行时域仿真以确定选定；

58、所述确定选点，包括：在新能源场站近区设置故障，以判断新能源并网点电压是否满足新能源场站高低压穿越要求；

59、若不满足，则统计故障时新能源并网点的暂态电压变化量，将暂态电压的电压变化量超过电压变化量要求的节点放入所述候选集中，作为分布式调相机的配置节点；

60、以所述候选集中的节点作为选点，在选点配置分布式调相机；

61、在新能源场站近区进行故障扫描，以进行安全稳定检核，以确定新能源并网点电压是否满足新能源场站高低压穿越要求，若不满足，则再次进行时域仿真以确定选点，并再次在新能源场站近区进行故障扫描，以进行安全稳定检核，直至新能源并网点电压满足新能源场站高低压穿越要求；

62、在新能源并网点电压满足新能源场站高低压穿越要求后，确定高比例新能源地区所有节点的加装容量。

63、再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；

64、处理器，用于执行一个或多个程序；

65、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。

66、再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。

67、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

68、本发明提供了一种用于高比例新能源地区分布式调相机的配置方法，包括：针对高比例新能源地区，获取所述高比例新能源地区与电压动态特性相关的运行数据，基于所述运行数据确定所述高比例新能源地区的电压动态特性；基于所述电压动态特性，选择预设方案求取用于配置分布式调相机的选点及容量；以所述求取的选点及容量来配置高比例新能源地区的分布式调相机。本发明具有较好的可操作性，适用于大多数高比例新能源送出地区的分布式调相机配置，也适用于直流送端系统的分布式调相机配置，具有很广泛的应用场景。