提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法及装置与流程

本发明涉及电力系统分布式新能源发电，并且更具体地，涉及一种提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法及装置。

背景技术：

1、近年来，随着电网规模逐渐扩大，新能源发电比重迅速增加，以及电网跨区域大容量交直流混联形态的逐步形成，我国电网运行特性发生了深刻变化，相应地给我国电力系统安全稳定运行带来了新的挑战。“双碳”目标的提出，打破了现有电力系统以化石能源为主的能源体系，未来新型电力系统中将包含高比例新能源机组，而常规水火电机组的份额将逐渐减小。新能源发电的随机性、波动性将对电力系统稳定供电及安全运行产生较大影响。

2、同步调相机作为一种动态无功补偿装置，在提升系统短路比、增强系统电压和频率稳定性等方面独具优势。同步调相机将在支撑新型电力系统建设和促进新能源消纳方面起到更重要的作用。因此，亟需提出一种兼顾电网多重安全约束，实现配置方案全面性、安全性以及经济性的提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法及装置。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法，包括：

3、构建包含多个新能源场站的电力系统的电网仿真数字模型；

4、计算电网仿真数字模型选定研究范围内各新能源场站的短路比；

5、确定各新能源场站可接入分布式调相机台数以及容量的第一分布式调相机配置方案集合；

6、根据各新能源场站的短路比以及第一分布式调相机配置方案集合，确定满足预设的最小短路比要求的第二分布式调相机配置方案集合；

7、根据预设的短路电流约束和电压偏移约束，从第二分布式调相机配置方案集合中选取第三分布式调相机配置方案集合；以及

8、基于预设的目标函数，从第三分布式调相机配置方案集合中选取最优分布式调相机配置方案。

9、可选地，电网仿真数字模型包括：电网元件模型、设备运行极限参数以及新能源场站模型参数，其中

10、电网元件模型包括：输电线路参数、变压器参数、发电机节点参数、负荷节点参数、发电机和备用容量数据的任意组合；

11、设备运行极限参数包括：线路额定电流、变压器额定容量、发电机最大出力的任意组合；

12、新能源场站模型包括：母线节点信息、线路信息和变压器信息，其中母线节点信息包括节点名称、节点类型、基准电压、节点所在分区、新能源机组最大有功出力、新能源机组实际有功出力；线路信息包括线路名称、线路额定电流、电阻标幺值、电抗标幺值、对地电纳、涵盖各新能源机组与汇集站的连接线；变压器信息包括变压器名称、额定容量、漏抗、变压器分接头位置、涵盖各新能源机组箱变、升压变的任意组合。

13、可选地，短路比的计算公式为：

14、

15、其中，新能源并网母线的交流电网等值阻抗矩阵表达式如下：

16、

17、式中，为第m个并网母线节点标称电压；为第m个新能源场站提供的短路电流；为第n个新能源场站提供的短路电流；为第m个并网母线节点的实际运行电压；为新能源并网点母线的交流电网等值阻抗矩阵的第m行、第n列元素；为新能源并网点母线的交流电网等值阻抗矩阵的第m行、第m列元素。

18、可选地，确定各新能源场站可接入分布式调相机台数以及容量的第一分布式调相机配置方案集合，包括：

19、结合选定研究范围实际可用场地面积以及间隔设备情况，确定可为分布式调相机提供建设场地的新能源场站以及各场站可接入的分布式调相机最大台数，确定第一分布式调相机配置方案集合。

20、可选地，第一分布式调相机配置方案集合中每个新能源场站的分布式调相机容量配置方案为：

21、di＝ni,1*s1+ni,2*s2+...+ni,k*sk

22、

23、式中，di为第i个新能源场站配置分布式调相机的总容量；ni,k为第i个新能源场站配置容量为sk分布式调相机的数量，ni,k取值为0或1；s＝[s1,s2,...,sk]为分布式调相机可接入容量；n＝[n1,n2,...,nn]为各新能源场站分布式调相机最大接入台数。

24、可选地，根据各新能源场站的短路比以及第一分布式调相机配置方案集合，确定满足预设短路比要求的第二分布式调相机配置方案集合，包括：

25、当多个新能源场站的短路比小于最小短路比时，选择短路比最小的新能源场站接入分布式调相机，依次接入第一分布式调相机配置方案集合中针对该新能源场站生成的不同容量分布式调相机配置方案，筛选出满足短路比大于最小短路比的配置方案，若无满足短路比大于最小短路比的配置方案，则选择使短路比提升最大的配置方案；

26、重新计算选定研究范围内的各新能源场站短路比，迭代重复上述步骤，直至所有新能源场站短路比均大于最小短路比为止，确定第二分布式调相机配置方案集合。

27、可选地，短路电流约束为：

28、id,j≤id,max

29、式中，id,j为电网节点j的短路电流；id,max为技术导则规定的短路电流最大允许值；

30、电压偏移约束为：

31、

32、式中，un为标称电压；uj为电网节点j的电压幅值；和分别为技术导则规定的电压偏差下限和上限。

33、可选地，目标函数为：

34、minci＝min(ni,1*c1+ni,2*c2+...+ni,k*ck)

35、

36、其中，ci为第i个新能源场站配置分布式调相机的总费用；ni,k为第i个新能源场站配置容量为sk分布式调相机的数量，ni,k取值为0或1；ck为配置容量为sk分布式调相机的单价。

37、根据本发明的另一个方面，提供了一种提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置装置，包括：

38、构建模块，用于构建包含多个新能源场站的电力系统的电网仿真数字模型；

39、计算模块，用于计算电网仿真数字模型选定研究范围内各新能源场站的短路比；

40、第一确定模块，用于确定各新能源场站可接入分布式调相机台数以及容量的第一分布式调相机配置方案集合；

41、第二确定模块，用于根据各新能源场站的短路比以及第一分布式调相机配置方案集合，确定满足预设的最小短路比要求的第二分布式调相机配置方案集合；

42、第一选取模块，用于根据预设的短路电流约束和电压偏移约束，从第二分布式调相机配置方案集合中选取第三分布式调相机配置方案集合；以及

43、第二选取模块，用于基于预设的目标函数，从第三分布式调相机配置方案集合中选取最优分布式调相机配置方案。

44、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。

45、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。

46、从而，本技术提供一种提升新能源多场站短路比的分布式调相机配置方法，构建包含多个新能源场站的电力系统的电网仿真数字模型；计算电网仿真数字模型选定研究范围内各新能源场站的短路比；确定各新能源场站可接入分布式调相机台数以及容量的第一分布式调相机配置方案集合；根据各新能源场站的短路比以及第一分布式调相机配置方案集合，确定满足预设的最小短路比要求的第二分布式调相机配置方案集合；根据预设的短路电流约束和电压偏移约束，从第二分布式调相机配置方案集合中选取第三分布式调相机配置方案集合；以及基于预设的目标函数，从第三分布式调相机配置方案集合中选取最优分布式调相机配置方案。兼顾电网多重安全约束，采用递进式筛选方法，实现了分布式调相机配置方案的全面性、安全性以及经济性。