一种新能源基地经直流外送模式的确定方法及装置与流程

本发明涉及电力系统规划，并且更具体地，涉及一种新能源基地经直流外送模式的确定方法及装置。

背景技术：

1、沙漠戈壁荒漠新能源基地远离送端交流主网架，系统调节和稳定支撑能力较弱，同时，受沙漠戈壁自然地理及资源环境限制，新能源基地汇集形态较常规新能源基地更为复杂多样，沙漠戈壁荒漠新能源基地大规模开发面临新能源基地规划技术原则难题。针对实际的沙漠戈壁荒漠新能源基地场景，考虑沙漠戈壁荒漠自然地理及资源环境条件，研究沙漠戈壁荒漠新能源基地及外送系统的安全稳定特性及规划技术对保障沙漠戈壁荒漠新能源外送系统的安全稳定运行，支撑国家沙漠戈壁荒漠新能源基地的发展具有重要的现实意义。

2、现阶段关于沙漠戈壁荒漠新能源基地及外送系统的规划技术尚未有成熟的经验可供借鉴，已有一些新能源规划方法，均依据专家经验，采用孤岛送出或者交流联网模式，未明确给出何种情况下应采用何种输送模式，规划方式未考虑”同送同受”、同送、同受直流群等严重故障对系统电压稳定、频率稳定的影响、以及不适用于大电网、适用性受限等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种新能源基地经直流外送模式的确定方法及装置。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种新能源基地经直流外送模式的确定方法，包括：

3、计算新能源基地待送出新能源所需的直流条数；

4、计算新能源基地待接入区域电网的系统惯量裕度；

5、根据直流条数以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式。

6、可选地，计算新能源基地待送出新能源所需的直流条数，包括：

7、收集新能源基地的数据信息，其中数据信息包括风电装机容量和有效容量系数、光伏装机容量和有效容量系数以及待建设直流容量；

8、根据数据信息，计算待送出新能源所需的直流条数。

9、可选地，直流条数的计算公式为：

10、

11、式中，pwind为风电装机容量，λwind为有效容量系数，psolar为光伏装机容量，λso为有效容量系数，pdc为待建设直流容量。

12、可选地，计算新能源基地待接入区域电网的系统惯量裕度，包括：

13、步骤1：获取新能源基地待接入区域电网的常规电源、网架结构、负荷水平，根据直流落点将所述区域电网的直流划分为同送直流群、同受直流群和同送同受直流群三种类型；

14、步骤2：分析直流群内的直流连续换相失败故障冲击导致系统失去直流群功率时，计算故障前后各直流母线电压变化量；

15、步骤3：根据各直流母线电压变化量和其他节点母线电压变化量计算所述区域电网内各个火电机组对区域电网电压的贡献率指标，根据贡献率指标的值将各个火电机组从小到大排序，形成火电机组关停序列；

16、步骤4：设定区域电网能接受的限值，其中限值包括最大电压变化量限值、直流和新能源短路比最小值；

17、步骤5：统计当前区域电网火电开机容量，计算直流群连续换相失败故障冲击后系统节点的电压变化量、直流和新能源短路比值；

18、步骤6：若故障后区域电网节点的电压变化量、直流和新能源短路比值未达到限值，则根据火电机组关停序列逐台减少火电机组，重复步骤2-5，直到区域电网节点的电压变化量、直流和新能源短路比值中的任意一项达到设定限值，统计此时区域电网中的火电机组容量、水电机组容量和系统中其他具有惯量的机组容量，计算系统总体惯量作为满足电压稳定的区域电网的系统最小惯量wu；

19、步骤7：根据区域电网能接受的最大频率偏差和频率故障持续时间，计算满足频率约束的系统最小惯量需求wk；

20、步骤8：根据火电机组最小开机容量以及区域电网最小惯量计算满足频率约束和电压稳定约束的区域电网惯量需求，并根据区域电网惯量需求计算满足频率约束和电压稳定约束的区域电网的系统惯量裕度。

21、可选地，贡献率指标的计算公式为：

22、

23、δudcj＝|u'dcj-udcj|

24、式中，δudcj为第j条直流母线电压变化量，u'dcj为故障后第j条直流母线电压值，udcj为故障前第j条直流母线电压值，vsei为第i台火电机组对区域电网电压的贡献率指标，为关停第i台火电机组时第j个直流相连母线节点的电压变化模值；j为受火电机组i关停所影响的直流相连母线节点的总数。

25、可选地，满足频率约束的系统最小惯量需求wk的计算公式为：

26、

27、式中，δp为同送同受直流群故障导致失去的功率，δf为区域电网可接受的最大频率偏差；δt为引起该最大频率偏差的故障持续时间，wk为满足频率约束的区域电网系统最小惯量需求；fn为系统额定频率。

28、可选地，区域电网的系统惯量裕度δw的计算公式为：

29、wn＝max(wk,wu)

30、δw＝ws-wn＝we+wt+wo-wn

31、式中，ws为系统现有惯量；we为火电机组惯量；wt为水电机组惯量；wo为系统中其他具有惯量的机组，wn为区域电网的系统最小惯量需求。

32、可选地，根据直流条数以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式，包括：

33、根据直流条数，计算新增直流为同送同受直流所增加的惯量需求；

34、比较增加的惯量需求以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式。

35、可选地，新增直流为同送同受直流所增加的惯量需求的计算公式为：

36、

37、式中，wk'为新增直流为同送同受直流的区域电网系统最小惯量需求，δp为同送同受直流群故障导致失去的功率，l为输送新能源所需的直流条数，pdc为新增直流容量，fn为系统额定频率，δf为系统可接受的最大频率偏差；δt为引起该最大频差偏差的故障持续时间。

38、可选地，比较增加的惯量需求以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式，包括：

39、判断惯量需求是否低于区域电网的系统惯量裕度，若低于区域电网系统惯量裕度，则配置方式选择联网方式或孤岛方式；

40、若惯量需求大于区域电网的系统惯量裕度，则配置方式为满足系统惯量裕度内的直流选择联网方式或孤岛方式，其他直流选择孤岛输送方式。

41、根据本发明的另一个方面，提供了一种新能源基地经直流外送模式的确定装置，包括：

42、第一计算模块，用于计算新能源基地待送出新能源所需的直流条数；

43、第二计算模块，用于计算新能源基地待接入区域电网的区域电网的系统惯量裕度；

44、确定模块，用于根据直流条数以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式。

45、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

46、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

47、从而，本发明提出一种新能源基地经直流外送模式的确定方法，计算新能源基地待送出新能源所需的直流条数；计算新能源基地待接入区域电网的区域电网的系统惯量裕度；根据直流条数以及区域电网的系统惯量裕度，确定新能源基地经直流送出的配置方式。能够确定大规模新能源送出的构建模式。适用于实际大电网，能够保证未来大规模纯新能源送出同时系统的电压安全和频率安全。此外，本发明所提指标和算法适用范围更广，适用性高。