[发明专利]提高主网功角安全鲁棒性的大型风电接入点选择方法

说明书

我国大型风电厂较多且接入高压主网，不同接入点的风功率波动对主网潮流转移和功角安全性的影响不同。本发明“提高主网功角安全鲁棒性的大型风电接入点选择方法”，为分析接入点风电功率波动对主网功角安全性的影响，针对安全性的量化指标——映射弹性势能，以节点注入功率为自变量进行了重构；进而得到了节点注入功率变化时的映射弹性势能灵敏度分析方法；基于待选接入点的灵敏度分析，提出了风电接入点优选方法。分析表明，灵敏度值越小的接入点，风功率波动对主网功角安全性的影响越小，即安全鲁棒性越好。IEEE 39算例验证了该方法的有效性。本发明对大型风电接入的源‑网‑荷协调规划具有较大的应用价值。

技术领域

电力系统(电网)安全性分析。

背景技术

风电的选址和接入，需考虑经济、环保和电网安全性等多种因素的影响。随风电接入比的增大，风电并网对系统安全运行的影响逐渐凸显。从电网安全性角度，研究选择理想的风电接入点(即并网点)作为优选方案，是风电规划的重要基础工作。

我国大型风电厂较多且接入高压主网。由于风电的随机性、间歇性、波动性的特点，日前尺度的风功率预测误差较大，导致在线运行容易偏离预设运行方式。不同接入点的风功率波动对主网潮流转移和功角安全性的影响不同。选择理想的风电功率接入点，以降低风电功率波动对主网功角安全性的影响，即提高功角安全鲁棒性，具有重要的实际意义。

这项研究的关键前提是主网功角安全性的量化分析，尤其是基于单一指标的量化分析。本课题组在此方面取得了突破性进展，前期研究得到的专利技术“基于映射弹性势能的电网有功承载能力定量分析指标，ZL 2013104713501”，基于电网-弹性力学网络(简称弹性网)的状态拓扑映射，提出了电网功角安全性的量化指标——映射弹性势能，分析表明该指标越小则功角安全性越好。但该指标一般是基于潮流分布状态的表征形式，不便于研究以节点随机注入功率为自变量的风电接入后的安全性分析。

故本申请专利，以节点注入功率为自变量，研究映射弹性势能指标的重构方法以及灵敏度；提出风电接入点的选择方法，以提高主网抗风功率波动的功角安全鲁棒性。

发明内容

本发明“提高主网功角安全鲁棒性的大型风电接入点选择方法”，为分析接入点风电功率波动对主网功角安全性的影响，针对安全性的量化指标——映射弹性势能，以节点注入功率为自变量进行了重构；进而得到了节点注入功率变化时的映射弹性势能灵敏度分析方法；基于待选接入点的灵敏度分析，提出了风电接入点优选方法。分析表明，灵敏度值越小的接入点，风功率波动对主网功角安全性的影响越小，即安全鲁棒性越好。IEEE 39算例验证了该方法的有效性。本发明对大型风电接入的源-网-荷协调规划有实际意义。

附图说明

图1 IEEE 39电网中功角安全鲁棒性最佳的风电接入点(即32节点)

图2待选点注入功率波动时的IEEE 39电网的映射弹性势能变化

具体实施方式

1.基于映射弹性势能灵敏度的功角安全鲁棒性分析思路

忽略主网支路的电阻和压降，主网支路的功、角特性与弹簧支路的受力、形变特性相似。故可建立二者的状态映射关系，即

其中，P_L、θ_L分别为电网支路L的有功功率及两端相角差，F_l、x_l分别为映射弹性支路l的受力及伸长形变。

根据专利(ZL 2013104713501)，得到主网的映射弹性势能

其中，P_Li、θ_Li分别为主网第i条支路的有功功率及两端相角差，m为主网支路总数。