一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法及系统

本发明涉及新能源并网调控技术，具体涉及一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法及系统。

背景技术：

1、随着化石能源的不断减少和新能源的广泛应用，电力公司对风光电源等新能源的投入也逐渐加大，伴随着电源电压等级的提升和电池容量的不断扩充，新能源接入变电站时对系统不稳定性影响也愈来愈重，当接入变电站位置或容量不同时，对系统运行造成的损害也不同，从而导致变电站荷端所获取的电能质量将会下降；对此，国内外诸多学者就新能源并站的稳定性提升调度优化办法进行了深入的研究。这类改善方式从整体性考虑变电站运行稳定性的提升，但无法完全修复不同等级新能源集群入站后造成的严重影响。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的一个目的是提供一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法，通过具体分析各新能源接入的指标计算结果，进行抗扰性能判定从而分层调度，能够实现对新能源不同形式并站稳定性的提升。

2、本发明的另一个目的是提供一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控系统。

3、技术方案：本发明的一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法，包括以下步骤：

4、根据新能源并站后的变电站运行系统的运行特性，构建新能源并站后变电站抗扰能力评估指标体系，利用信息贡献度确定抗扰能力评估指标体系中各指标反映程度，通过归一化处理和综合指标方程确定各指标的指标权重值，建立变电站抗扰能力判定方程；

5、整理新能源并站数据，预测新能源接入变电站运行系统的节点位置和电源容量，得到电源容量不等、节点位置不同的接入形式；

6、计算各接入形式下的变电站抗扰能力评估指标，并进行归一化处理，根据变电站抗扰能力判定方程判定各接入形式下的抗扰区间；

7、对各接入形式下的各抗扰区间实施双层优化调度：对上层抗扰能力较强的新能源接入形式采取经济性成本最低化调度方式，下层抗扰能力较弱的新能源接入形式采取源荷协调误差最优化调度方式。

8、进一步的，新能源并站后变电站抗扰能力评估指标体系包括运行经济性、电压波动、电流畸变指标和抗扰能力恢复指标；各指标计算公式为：

9、运行经济性指标：

10、

11、其中，β为变压器平均负载率；βj为变压器低成本化负载率；

12、电压波动指标：

13、

14、其中，pl、ql分别为变电站的有功、无功功率；u2为末端电压；xc为补偿电容；zt为变电站阻抗；y为无功协调率；

15、电流畸变率指标：

16、

17、其中，i1为基波电流；ih为第h次谐波电流；

18、抗扰能力恢复指标：

19、

20、其中，e(t)为抗扰恢复力函数；t0、tr分别为新能源接入和变电站结束恢复时间。

21、进一步的，综合指标方程为：

22、

23、其中，a、b、c、d分别为归一化后的运行经济性、电压波动、电流畸变率指标和抗扰能力恢复指标矩阵；k1、k2、k3、k4分别为各指标矩阵所对应的权重系数；f为经过抗性评估的抗性最终得分；

24、变电站抗扰能力判定方程为：

25、

26、其中，f1,f2,...,fn分别为参与抗性评估的指标种类经济性、电压波动指标、电流畸变指标、抗扰能力恢复指标的参数值，为指标集平均数；fτ为指标集中位数。

27、进一步的，指标归一化处理公式为：

28、

29、其中，为归一化后指标矩阵中第i行第j个元素值；aij为归一化前指标矩阵中第i行第j个元素值，i和j分别表示新能源接入点序号和新能源电源不同电压等级序号；max{aij}为归一化前指标矩阵中指标元素最大值；min{aij}为归一化前指标矩阵中指标元素最小值。

30、进一步的，抗扰区间判断方法为：

31、将归一化处理后的各接入形式下的变电站抗扰能力评估指标，分别代入综合指标方程，将得出的经过抗性评估的抗性最终得分带入变电站抗扰能力判定方程；

32、若则判定该新能源接入形式为高抗性区，若则该新能源接入形式为低抗性区；

33、其中，f为经过抗性评估的抗性最终得分；为指标集平均数；fτ为指标集中位数。

34、进一步的，经济性成本最低化调度方式为：

35、上层优化调度以经济化成本最低为目标函数：

36、

37、其中，t和t分别为开始调度的时间和调度结束的时间；kx0、kxm分别为各自成本系数；px(t)为新能源出力功率；

38、约束条件：

39、

40、

41、其中，k是时间计数符号；t代表大规模负荷能够上调的时间；分别代表大规模负荷能够削减的时间上下限；ωt、ωt'分别代表负荷是否参与调度；ωk表示当前负荷参与调度系数，ωk-1表示前一时间计数时的负荷参与调度系数。

42、

43、其中，ωt-1、ω't-1分别表示前一时间计数时的负荷是否参与调度；n+、n-分别表示大规模负荷可以接受的负荷最大上调次数和最大削减次数。

44、进一步的，源荷协调误差最优化调度方式为：

45、下层优化调度目标函数为：

46、

47、其中，μmin为优化调度的功率调节下限；n为参与优化调度的节点数量；px为新能源接入容量；pload为负荷调节功率；

48、约束条件：

49、

50、其中，分别为变电站接入新能源前后功率；分别为变电站运行波动上下限。

51、基于相同的发明构思，本发明的一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控系统，包括：

52、判定方程建立模块，用于根据新能源并站后的变电站运行系统的运行特性，构建新能源并站后变电站抗扰能力评估指标体系，利用信息贡献度确定抗扰能力评估指标体系中各指标反映程度，通过归一化处理和综合指标方程确定各指标的指标权重值，建立变电站抗扰能力判定方程；

53、接入形式预测模块，用于整理新能源并站数据，预测新能源接入变电站运行系统的节点位置和电源容量，得到电源容量不等、节点位置不同的接入形式；

54、抗扰区间判断模块，用于计算各接入形式下的变电站抗扰能力评估指标，并进行归一化处理，根据变电站抗扰能力判定方程判定各接入形式下的抗扰区间；

55、双层优化调度模块，用于对各接入形式下的各抗扰区间实施双层优化调度：对上层抗扰能力较强的新能源接入形式采取经济性成本最低化调度方式，下层抗扰能力较弱的新能源接入形式采取源荷协调误差最优化调度方式。

56、基于相同的发明构思，本发明的一种装置设备，包括存储器和处理器，其中：

57、存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序；

58、处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行如上述一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法的步骤。

59、基于相同的发明构思，本发明的一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现如上述一种基于新能源接入的变电站抗扰能力评估及运行调控方法的步骤。

60、有益效果：与现有技术相比，本发明的显著技术效果为：(1)通过指标的详细选取，能够找出反映系统运行稳定情况的主要评估方式，并以具体的数值体现。(2)通过对指标实施综合的评估判定，能够反映所接新能源对变电站运行的干扰状况，从而对所需抗性提升的接入形式有明确的目标。(3)对不同抗扰性采取不同的调度方案，对于抗扰性较强的接入方式采用经济型成本最优化调度，而对于抗扰性较弱的接入形式，则采取源荷匹配率最优化调度，可大大提升变电站接入新能源后的运行稳定性。