[发明专利]一种计及光伏接入后系统电压稳定性的切负荷控制方法

说明书

本发明公开了一种计及光伏接入后系统电压稳定性的切负荷控制方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明针对大规模光伏接入电网对故障后高压电网电压恢复产生不利影响，通过计算外网等值的局部电网静态电压稳定指标判断电压失稳情况，以故障后光伏汇集站吸收无功功率特性变化识别电压失稳主导因素，分别制定失稳因素为光伏主导和断面主导时切负荷控制策略，实现对电压薄弱节点负荷的切负荷控制。本发明有利于电力系统调度运行人员把握光伏接入系统内在运行规律，为协调制定切负荷优化策略提出基础，从而提升大电网安全稳定控制的有效性和自动化水平。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明涉及一种计及光伏接入后系统电压稳定性的切负荷控制方法。

背景技术

当前以风电、光伏为主的新能源技术得到了广泛应用，大规模光伏集中接入在戈壁、荒漠等等地区，接入的地区电网短路容量相对较小，光伏电力随机波动的有功出力穿越近区电网以及长输电通道，影响到电网无功平衡特性，进而造成沿途的母线电压大幅波动。同时，由于光伏电站本身无功调节能力有限，而光伏电站的逆变环节会损耗一部分无功功率，且无功功率大小与送出有功功率基本成正比例关系。一旦故障导致光伏电站母线电压大幅跌落，要保持稳定的有功输出，光伏电站接入系统的升压变会进一步从系统吸收一定的无功，对故障后高压电网的电压的恢复产生不利影响，甚至推波助澜的恶性影响，随着光伏接入规模和比例的增加这种不利影响也相应加剧。

基于故障检测和触发的紧急控制是防止电力系统故障后稳定特性恶化甚至造成大停电事故的最有效措施之一，对于暂态电压失稳的紧急控制而言，切负荷操作可用来解决由于节点电压和线路潮流越限引起的系统问题，维持系统的暂态稳定性。现有切负荷控制离线策略表一般根据运行方式，假设各种故障扰动进行计算分析，当断面功率大于设定门槛时切除相应地点的负荷。但对于大规模光伏接入的局部电网来说，若仅以断面功率为稳控动作门槛，不加以区分光伏接入后系统电压稳定性的恶化效果，有可能出现光伏接入容量较大使得交流受电断面功率较小，当小于设定稳控动作门槛时仍出现电压失稳的现象。即光伏大发或断面功率过大均有可能导致电压失稳，需要区分电压失稳主导因素，避免仅通过断面功率小于设定门槛而忽略光伏接入导致的电压失稳情况。

专利申请“一种基于电压跌落幅值的切负荷地点选择的方法”(CN201410273988.9)以大扰动后系统各负荷节点的电压跌落幅值进行切负荷地点的选择。专利申请“一种考虑外网等值的静态电压稳定广域切负荷控制方法”(CN201010616210.5)述及通过单点与外网连接的区域电网的静态电压稳定广域切负荷控制方法。但上述方法均未述及光伏接入后系统电压稳定性变化的切负荷策略，且仅从静态或暂态电压稳定性变化角度构建切负荷量化指标，降低了切负荷控制策略的适应性。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中的不足，提供一种计及光伏接入后系统电压稳定性的切负荷控制方法。该方法针对大规模光伏接入电网对故障后高压电网电压恢复产生不利影响的问题，通过计算外网等值的局部电网静态电压稳定指标判断电压失稳情况，以故障后光伏汇集站吸收无功功率特性变化识别电压失稳主导因素，分别制定失稳因素为光伏主导或断面主导时切负荷控制策略，实现对电压薄弱节点负荷的切负荷控制。

具体地说，本发明采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1)将局部电网的外网进行戴维南等值得到等值外网，根据局部电网内光伏典型日出力变化曲线，按照光伏出力和受电功率的差异将运行方式分成多套数据，设数据的套数为M；

2)根据不同方式故障后局部电网与等值外网形成的系统导纳模型，进行潮流分析，求取系统雅克比矩阵最小模特征值λ_min，并根据λ_min是否大于设定值ε做为系统静态电压稳定判据，若λ_min大于ε，则判定故障后系统静态电压稳定裕度较大，不采取切负荷控制，结束本方法；反之，则需要进入切负荷控制，进入步骤3)；其中ε为趋近于0的数；