一种构网型新能源场站配置方法、系统、设备及介质

本发明涉及新能源电力系统支撑，特别是涉及一种构网型新能源场站配置方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着新能源渗透率提高，新能源电力系统呈现低短路比、低惯量特征，对其安全稳定运行产生了威胁，因此急需提升新能源的电网支撑能力。

2、然而，在相同装机容量下采用传统跟网型变流器的新能源机组，调节能力远小于煤电机组，仅在强电网条件下呈现良好的性能，在含极高比例新能源的电力系统中支撑能力不足。由于新能源并网点电压与锁相环的耦合会对电流环产生影响，在变流器级采用不需要锁相环的构网型控制来抑制电压波动的效果较好。并且，构网型控制具有内电势恒定的电压源特性，输出电流可以瞬时增大，从而为新能源电力系统提供惯量。现有相关成果大多是基于风光机组优秀的控制特性，对构网型控制策略进行研究，如下垂控制、虚拟振荡器控制和虚拟同步发电机控制等，而关于构网型新能源场站配置方法的研究较少。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种构网型新能源场站配置方法、系统、设备及介质，以实现对缺乏同步电源支撑的高比例新能源电力系统进行构网型新能源场站的配置。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种构网型新能源场站配置方法，所述配置方法包括如下步骤：

4、计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数；

5、按照所述无功支撑系数由大到小的顺序对各新能源节点进行排序，获得新能源节点序列；

6、确定满足频率稳定约束的最小配置惯量；

7、依次对新能源节点序列中的新能源节点进行构网型新能源场站配置，直到完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量不小于所述最小配置惯量。

8、可选的，计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数，具体包括：

9、利用如下公式计算新能源电力系统中各新能源节点对各负荷节点的无功响应能力；

10、

11、其中，rij为新能源节点i对负荷节点j的无功响应能力，qi为新能源节点i的无功出力，pj和qj分别为负荷节点j的有功出力和无功出力；

12、根据新能源电力系统中各新能源节点对各负荷节点的无功响应能力，利用如下公式计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数；

13、

14、其中，si为新能源节点i的无功支撑系数，pl为新能源电力系统的总有功负荷，pi为新能源节点i的有功出力，pg为新能源电力系统的发电功率，m为新能源电力系统包含的负荷节点的数量。

15、可选的，所述最小配置惯量为：

16、

17、

18、其中，hgfm.min为最小配置惯量，hmin为新能源电力系统的等效惯量最小值，h0为进行构网型新能源场站配置前新能源电力系统的原始惯量，δpmax为预设有功扰动量，fn为额定频率，rocofmax为频率最大变化率，δpl为故障后新能源电力系统的不平衡功率。

19、可选的，完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量的计算公式为：

20、

21、其中，h为完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量，ep为同步单元p的动能，sp为同步单元p的容量，hp为同步单元p的惯量控制参数，ssys为新能源电力系统的总容量；同步单元p为在新能源电力系统配置的第p个构网型新能源场站。

22、一种构网型新能源场站配置系统，所述配置系统应用于上述的配置方法，所述配置系统包括：

23、无功支撑系数计算模块，用于计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数；

24、排序模块，用于按照所述无功支撑系数由大到小的顺序对各新能源节点进行排序，获得新能源节点序列；

25、最小配置惯量确定模块，用于确定满足频率稳定约束的最小配置惯量；

26、配置模块，用于依次对新能源节点序列中的新能源节点进行构网型新能源场站配置，直到完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量不小于所述最小配置惯量。

27、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的配置方法。

28、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的配置方法。

29、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

30、本发明实施例提供一种构网型新能源场站配置方法、系统、设备及介质，所述配置方法包括：计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数；按照所述无功支撑系数由大到小的顺序对各新能源节点进行排序，获得新能源节点序列；确定满足频率稳定约束的最小配置惯量；依次对新能源节点序列中的新能源节点进行构网型新能源场站配置，直到完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量不小于所述最小配置惯量。本发明实施例提供的配置方法基于满足频率稳定约束的最小配置惯量进行配置，即提供一种考虑电网支撑能力需求的构网型新能源场站配置方法，能够最大化构网型控制对电网支撑的作用，改善系统电压、频率响应。

技术特征：

1.一种构网型新能源场站配置方法，其特征在于，所述配置方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的构网型新能源场站配置方法，其特征在于，计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数，具体包括：

3.根据权利要求1所述的构网型新能源场站配置方法，其特征在于，所述最小配置惯量为：

4.根据权利要求1所述的构网型新能源场站配置方法，其特征在于，完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量的计算公式为：

5.一种构网型新能源场站配置系统，其特征在于，所述配置系统应用于权利要求1-4任一项所述的配置方法，所述配置系统包括：

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的配置方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的配置方法。

技术总结
本发明公开一种构网型新能源场站配置方法、系统、设备及介质，属于新能源电力系统支撑技术领域。所述配置方法包括：计算新能源电力系统的各个新能源节点的无功支撑系数；按照所述无功支撑系数由大到小的顺序对各新能源节点进行排序，获得新能源节点序列；确定满足频率稳定约束的最小配置惯量；依次对新能源节点序列中的新能源节点进行构网型新能源场站配置，直到完成构网型新能源场站配置的新能源节点的总惯量不小于所述最小配置惯量。本发明实施例提供的配置方法基于满足频率稳定约束的最小配置惯量进行配置，即提供一种考虑电网支撑能力需求的构网型新能源场站配置方法，能够最大化构网型控制对电网支撑的作用，改善系统电压、频率响应。

技术研发人员：林俐,徐宁,邵冲,崔灏,唐传伟,杨贤明,刘文飞,黄越辉,刘思扬,赵冬梅
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17