[发明专利]一种常规电源由新能源替代的最大可替换容量确定方法

权利要求书

1.一种常规电源由新能源替代的最大可替换容量确定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：将电力系统等效为常规机组节点、新能源机组节点和参考机组节点构成的3节点系统；

步骤2：利用节点电压法，列出3节点电力系统的节点电压方程；

步骤3：利用消元法，得到消去系统参考节点后的节点电压方程；

步骤4：在步骤3所建方程基础上，代入新能源等效导纳并对新能源节点电压取近似值，消去常规机组部分，得到系统导纳元素与新能源注入功率之间的关系式；

步骤5：根据导纳性质与网络变换，推导出系统导纳元素与新能源注入功率之间的简化关系式；

步骤6：通过判断步骤5所得关系式中变量在复平面的位置，推导出该关系式成立的条件，从而得到常规电源由新能源替换的最大可替换容量。

2.根据权利要求1所述的一种常规电源由新能源替代的最大可替换容量确定方法，其特征在于，所述步骤1中将电力系统进行简化的方法为：

将所有常规机组和新能源机组分别等效为一台发电机组，其容量等于所有同类型机组容量之和，操作时可集中到容量最大的机组，忽略接入位置对系统的影响；对移除发电机的节点进行消去操作，即假设节点k是移除发电机后的节点，与其相连的节点为i(i＝1,2,…,N)，节点k与节点i之间线路导纳为Y_ki，则消去节点k后，节点m与节点n(m，n∈i且m≠n)之间导纳变为Y_mn＝(Y_mk×Y_kn)/∑Y_ki，重复上面操作直至常规发电机组只剩下等效发电机组，对于新能源替换节点，进行类似操作，直至剩下等效新能源机组；经过以上方法，将电力系统简化为3节点系统，其中S节点为等效为无穷大母线的参考发电机，G节点为常规机组群，W节点为替换常规电源后的新能源机组群，将新能源机组与同一母线的负荷均用PQ节点进行等效，负荷节点与新能源替换容量同步变化，保持潮流平衡。

3.根据权利要求1所述的一种常规电源由新能源替代的最大可替换容量确定方法，其特征在于，所述步骤2中利用节点电压法得到的3节点系统节点电压方程为：

其中，Y_GG、Y_WW、Y_SS分别为常规电源节点、新能源节点、参考节点的自导纳，Y_GW与Y_WG为常规电源节点与新能源节点间的互导纳，Y_GS与Y_SG为常规电源节点与参考节点间的互导纳，Y_WS与Y_SW分别为新能源节点与参考节点间的互导纳，分别为常规电源节点、新能源节点、参考节点的电压，分别为常规电源节点、新能源节点、参考节点的注入电流。

4.根据权利要求1所述的一种常规电源由新能源替代的最大可替换容量确定方法，其特征在于，所述步骤3中利用消元法，消去系统参考节点得到节点电压方程的具体步骤为：

消去参考节点得到网络方程如下：

其中，Y_GG和Y_WW分别为常规电源节点和新能源节点的自导纳，Y_GW与Y_WG为常规电源节点与新能源节点间的互导纳，Y_GS为常规电源节点与参考节点间的互导纳，Y_WS为新能源节点与参考节点间的互导纳，分别为常规电源节点、新能源节点、参考节点的电压，分别为常规电源节点、新能源节点的注入电流；

在经典二阶模型下，可用常规机组的诺顿等效电流表示：

其中，E_GG为常规等效机组端电压，x'_d为常规等效机组直轴暂态电抗，δ为常规等效机组功角；

新能源节点注入电流又表示为：

其中，Y_W为新能源等效导纳且P_W为新能源节点注入的有功功率，Q_W为新能源节点注入的无功功率，方向取流出节点为正，流入节点为负，U_W为新能源节点电压的幅值；

将式和式代入步骤4所得关系式中并移项可得：