[发明专利]一种电力电子多馈入电力系统容量优化方法

说明书

本发明公开了一种电力电子多馈入电力系统容量优化方法。由电力电子多馈入电力系统中的电力电子设备参数获得电力电子设备的额定容量对角矩阵，进而计算获得电力电子多馈入电力系统的广义短路比；计算广义短路比关于各个电力电子设备额定容量的灵敏度，根据灵敏度调整电力电子设备的额定容量，再重新计算广义短路比关于各个电力电子设备额定容量的灵敏度，并根据灵敏度再次不断调整电力电子设备的额定容量直至灵敏度极差满足条件，完成电力电子多馈入电力系统的容量优化。本发明方法物理机理明确，能够显著提高电力电子多馈入电力系统的广义短路比指标，从而改善系统的小干扰稳定性，使电力电子多馈入电力系统稳定运行。

技术领域

本发明属于新能源优化规划技术领域一种电力系统系统容量优化方法，具体涉及一种电力电子多馈入电力系统容量优化方法，旨在提高电力电子多馈入电力系统小干扰稳定性的容量优化。

背景技术

随着全球能源危机的不断加剧和环境污染的日益严重，以光伏、风能为代表的可再生清洁能源发电越来越受到重视。我国能源资源分布不均，长期存在电能大规模远距离输送的需要，高比例可再生能源集群并网已经成为新能源发电产业未来发展的重要趋势。研究表明，日益增大的可再生能源并网容量接入后，交流系统相对变弱，容易出现小干扰稳定性问题。

解决大规模可再生能源集群式并网导致的小干扰稳定问题，可以从电力电子设备或者从电网结构两方面入手。从设备层面看，调整并网逆变器控制参数，如锁相环及电流内环参数，可以增加系统的稳定裕度；另一方面，通过优化电力电子设备并网容量以及接入位置，也可以提高系统的稳定裕度。本方法关注后者，即电力电子设备额定容量总额一定时，如何优化各电力电子设备接入点的容量以提高系统的小干扰稳定裕度。

目前，可再生能源集群并网容量优化研究或从电网经济运行的角度或从电压稳定的角度展开，很少考虑到系统的小干扰稳定性。而在实际工程中，对于电力电子多馈入电力系统，小干扰稳定问题相较于静态电压问题更容易发生。例如，西北电网中光伏并网规划容量很大，系统潜在的小干扰稳定问题突出，但如何有序规划光伏并网的落点和容量以解决潜在的振荡问题研究较少。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于广义短路比的电力电子多馈入电力系统容量优化方法，其物理机理明确，旨在提高电力电子多馈入电力系统的广义短路比指标，从而改善系统的小干扰稳定性，使电力电子多馈入电力系统稳定运行。

本发明的技术方案采用如下步骤：

1)由电力电子多馈入电力系统中的电力电子设备参数获得电力电子设备的额定容量对角矩阵S_B，并求逆得到逆矩阵由电力电子多馈入电力系统的受端交流电网通过戴维南等效得到等值导纳矩阵B，将逆矩阵与等值导纳矩阵B相乘得到扩展导纳矩阵J_eq，并得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR；

具体实施中，所述的电力电子设备例如为光伏、风机。

所述步骤1)中由以下公式的目标函数得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR，并确认最薄弱的等效单馈入系统；

2)计算电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR关于各个电力电子设备额定容量的灵敏度，根据灵敏度调整电力电子设备的额定容量，再重新计算广义短路比gSCR关于各个电力电子设备额定容量的灵敏度，并根据灵敏度再次不断调整电力电子设备的额定容量直至灵敏度极差满足条件，例如满足给定的灵敏度偏差阈值ρ或者达到最大迭代次数，完成电力电子多馈入电力系统的容量优化。

所述步骤2)具体为：

2.1)计算电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR关于各个电力电子设备额定容量的灵敏度；