一种大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法与流程

本发明涉及无功调节，尤其涉及一种大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法。

背景技术：

1、近年来，当前国内新型电力系统事业发展迅速，大规模新能源发电逐步替代高能耗的燃煤发电是实现电力系统低碳转型的关键，在国家“双碳”战略的推动下作为未来电力系统的发展方向，其作为电力系统的重要电源并入电网的安全稳定问题引起了越来越多的重视。随着新能源机组在电网电源中的占比逐年提升，新能源机组越来越被认为应该具备类似于传统电源的电压调节能力。新能源机组充分利用自身及其变流器无功调节能力，主动参与电网电压调整己经成为保障新能源电站并网安全、提升新能源消纳空间的必然选择。

2、为了尽可能地减少大规模新能源接入负荷中心，对受端电网安全稳定运行的影响，本发明提出了一种大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测，可以降低大扰动故障下对受端电网电压稳定性的影响，具有重要理论意义和极大工程价值。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法解决现有大规模新能源接入负荷中心，受端电网电压稳定性较差的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、对受端电网的参数进行测量，获得实时的测量数据；

6、对实时测量数据进行归一化处理，利用矩阵预测，得出下一时刻受端电网的各个参数；

7、通过所得的预测值来计算无功调节能力指数，最终对受端电网电池储能及火电机组出力进行调节。

8、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

9、所述对受端电网的参数进行测量，获得实时的测量数据，定义大规模新能源受端电网无功调节能力指数表示为：

10、

11、式中，h为自然数，h∈{1,2,…,n}，n为自然数，n＝1,2,…，为第twh时刻受端电网频率，为第twh时刻新能源受端电网总负荷，为第twh时刻火电厂发出的有功功率，为第twh时刻火电厂发出的无功功率，pzfh,av为tw1,tw2,...,twh,...,twn这n个固定时间间隔的时刻新能源受端电网总负荷的平均值，为第twh时刻受端电网储能电池总充电功率，为第twh时刻受端电网储能电池总放电功率，qhd,max、qhd,min分别为受端电网火电厂发出的无功功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值。

12、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

13、所述对受端电网的参数进行测量，获得实时的测量数据，在n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn，测量得到受端电网光伏电站发出的有功功率受端电网火电厂发出的有功功率受端电网火电厂发出的无功功率受端电网储能电池总充电功率受端电网储能电池总放电功率

14、

15、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

16、所述对实时测量数据进行归一化处理，各个参数的归一化值表示为：

17、

18、其中，为受端电网第twh时刻光伏电站发出的有功功率测量值的归一化值，pgf,max、pgf,min分别为受端电网光伏电站发出的有功功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值，为受端电网第twh时刻火电厂发出的有功功率测量值的归一化值，phd,max、phd,min分别为受端电网火电厂发出的有功功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值，为受端电网第twh时刻火电厂发出的无功功率测量值的归一化值，qhd,max、qhd,min分别为受端电网火电厂发出的无功功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值，为受端电网第twh时刻储能电池总充电功率测量值的归一化值，pcd,max、pcd,min分别为受端电网储能电池总充电功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值，为受端电网第twh时刻储能电池总放电功率测量值的归一化值，pfd,max、pfd,min分别为受端电网储能电池总放电功率在这n个固定时间间隔的时刻tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn测量值的最大值和最小值。

19、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

20、所述对实时测量数据进行归一化处理，利用矩阵预测，得出下一时刻受端电网的各个参数；计算未来下一时刻twn+1受端电网光伏电站发出的有功功率受端电网火电厂发出的有功功率受端电网火电厂发出的无功功率受端电网储能电池总充电功率受端电网储能电池总放电功率表示为：

21、

22、式中，为各项数据twn+1时刻的数据预测矩阵，为各项数据在tw1,tw2,tw3,...,twh,...,twn这n个固定时间的时刻测量得到的实测数据矩阵，

23、

24、为计算参数矩阵。

25、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

26、所述对实时测量数据进行归一化处理，利用矩阵预测，得出下一时刻受端电网的各个参数；根据得出的下一时刻受端电网的各个参数，计算得到各项数据在twn+1时刻的预测值，将计算得到的各项数据在twn+1时刻的预测值代入到受端电网的参数中建立tw1,tw2,...,twh,...,twn,twn+1时刻各项数据的时间序列；

27、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

28、所述根据各个参数的归一化值计算出twn+1时刻光伏电站发出的有功功率测量值的归一化值受端电网火电厂发出的有功功率测量值的归一化值受端电网火电厂发出的无功功率测量值的归一化值受端电网总储能电池充电功率测量值的归一化值受端电网储能电池总放电功率测量值的归一化值

29、作为本发明所述的大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法的一种优选方案，其中：

30、所述通过所得的预测值来计算无功调节能力指数，受端电网无功调节能力指数在未来下一时刻twn+1的预测值表示为：

31、

32、若计算得到的受端电网无功调节能力指数

33、则说明新能源受端电网无功调节能力较弱，此时需增大电池储能系统荷电状态，留出足够无功调节储备，并增加火电机组无功出力；

34、若计算得到的受端电网无功调节能力指数

35、则说明新能源受端电网无功调节能力较强，此时需降低电池储能系统荷电状态，并减少火电机组无功出力。

36、本发明的有益效果：本发明考虑光伏电站、火电厂以及储能电池的特性和对外无功调节能力的影响因素，提出了一种大规模新能源受端电网无功调节能力指数预测方法。通过对光伏电站、火电厂、储能电池等设备的实时监控基础之上，获得相关数据，可以计算出下一时刻光伏电站的有功功率、火电厂的有功功率、火电厂的无功功率、储能电池的充电功率和储能电池的放电功率，进而计算出下一时刻的新能源受端电网无功调节能力指数。最后，根据指数的大小来调节向受端电网输送无功功率的大小。