新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法及系统与流程

本发明属于新能源并网稳定控制，尤其涉及一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法及系统。

背景技术：

1、不同电网条件（强网、弱网等）、不同新能源控制模式（跟网型、构网型等）下，新能源用以同步稳定控制、电压支持的有功、无功综合调节手段不同。现有研究大多从有功功率控制和无功功率控制两个维度独立分析新能源的同步稳定性和电压支撑能力，忽略了调控过程它们之间的内在关联，且很少研究结合调制极限和线路功率传输模型全面分析新能源控制，这使得安全域的数学描述不够严谨。另一方面，尚未像传统同步发电机稳定控制一样，形成一套调控边界数学表达用于在线监测。

技术实现思路

1、本发明目的是提供了一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法及系统，创新性地综合线路有功和无功传输约束，以及新能源调制约束，讨论在强网、弱网等不同电网条件，跟网型、构网型等不同新能源控制模式下，新能源同步稳定与动态电压支撑协同调控的安全域，用于新能源动态稳定控制在线监测软件开发，实现在复杂环境下对新能源并网安全稳定的综合监控，保障电力网络稳定运行。

2、第一方面，本发明提供一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，包括：

3、以电力系统等值电势相量为基准建立坐标系，其中，电力系统等值电势相量的起点定为坐标系原点o，电力系统等值电势相量的正方向对应坐标系的x轴正方向；

4、根据预设的约束条件在所述坐标系中绘制新能源调控边界，得到新能源并网控制边界数学模型，其中，所述约束条件包括电力系统等值电势相量轨迹约束、系统工作点运动轨迹约束、新能源等值内电势相量的极限圆约束以及并网点电压相量的极限圆约束；

5、根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域，其中，所述控制场景包括由弱网条件与跟网型恒功率构成的第一控制场景；由弱网条件与跟网型下垂控制、或弱网条件与构网型虚拟同步机构成的第二控制场景；由强网条件与跟网型恒功率构成的第三控制场景；由强网条件与跟网型下垂控制、或弱网条件与构网型虚拟同步机构成的第四控制场景。

6、第二方面，本发明提供一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模系统，包括：

7、构建模块，配置为以电力系统等值电势相量为基准建立坐标系，其中，电力系统等值电势相量的起点定为坐标系原点o，电力系统等值电势相量的正方向对应坐标系的x轴正方向；

8、绘制模块，配置为根据预设的约束条件在所述坐标系中绘制新能源调控边界，得到新能源并网控制边界数学模型，其中，所述约束条件包括电力系统等值电势相量轨迹约束、系统工作点运动轨迹约束、新能源等值内电势相量的极限圆约束以及并网点电压相量的极限圆约束；

9、计算模块，配置为根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域，其中，所述控制场景包括由弱网条件与跟网型恒功率构成的第一控制场景；由弱网条件与跟网型下垂控制、或弱网条件与构网型虚拟同步机构成的第二控制场景；由强网条件与跟网型恒功率构成的第三控制场景；由强网条件与跟网型下垂控制、或弱网条件与构网型虚拟同步机构成的第四控制场景。

10、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法的步骤。

11、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法的步骤。

12、本申请的新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法及系统，通过分析新能源控制需满足的物理关系，给出稳定控制边界条件数学表达，作为后续稳控边界图形化描述的重要理论基础；并通过推导在不同电网条件、不同新能源控制模式下新能源调控的极限条件，为新能源动态稳定控制在线监测提供理论支撑。

技术特征：

1.一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述电力系统等值电势相量轨迹约束为：

3.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述新能源等值内电势相量的极限圆约束为：

4.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述并网点电压相量的极限圆约束为：

5.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域包括：

6.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域包括：

7.根据权利要求1所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域包括：

8.根据权利要求6所述的一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法，其特征在于，所述根据所述新能源并网控制边界数学模型在预设的控制场景中分类计算新能源并网控制安全域包括：

9.一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种新能源同步稳定与动态电压支撑安全域建模方法及系统，方法包括：以主网等值电势相量为基准建立坐标系；并根据新能源电站同步稳定约束、电压稳定约束，并结合其调控模式，绘制新能源工作点轨迹以及单条件约束下的新能源并网控制边界数学模型，作为后续稳控边界图形化描述的重要理论基础。藉此进一步根据预设的强/弱网条件，跟/构网型新能源控制不同组合模式下的控制场景，分类计算计及同步稳定、动态电压支撑能力的新能源综合调控安全域，并给出最大功率点、最大电流等极限条件的计算值。首次给出了综合新能源同步稳定与动态电压支撑的安全域图形化表达，是后续新能源电站稳定控制在线监测软件开发的重要组成部分。

技术研发人员：陶翔,徐在德,张帅,周求宽,谌艳红,潘本仁,刘一欣,邓东,彭强,杜强,文力明,许伟,闵阳,张文斌,王奔,付小军,余荣胜,李驰飚,刘运宝,张永生,吴敏,刘光辉,李达林,曹磊
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31