[发明专利]一种基于暂态电压灵敏度的配电网调压控制方法

说明书

本发明提出了一种基于暂态电压灵敏度的配电网调压控制方法。对分布式光伏密集接入下的直流受端近区电网，采样直流闭锁后各节点的电压直至趋于稳态，得到多组节点电压向量并分组；根据分组计算各节点的暂态电压裕度，通过与裕度阈值进行比较得到电压薄弱点；依次扰动无功补偿设备的无功，计算各无功补偿设备的平均暂态电压灵敏度并排序，根据排序结果得到无功补偿设备调节顺序；根据调节顺序，结合无功补偿设备的约束条件依次调节各无功补偿设备，直至各电压薄弱节点的暂态电压稳定裕度均大于裕度阈值。本发明协调各无功补偿设备参与特高压直流受端近区电网调压，从而提高电压薄弱点暂态电压稳定性。

技术领域

本发明属于特高压直流受端近区电网调压控制技术领域，尤其涉及一种基于暂态电压灵敏度的配电网调压控制方法。

背景技术

我国的能源中心和负荷中心呈现严重的逆向分布。西北地区的优质清洁能源和西南地区的水电通过多条特高压直流输电线路输送到位于华东及华中地区的负荷中心，这既产生了巨大的社会、经济和环境效益，同时也深刻改变了现代电网的结构，使其运行与控制具有新的特征。而在作为负荷中心和直流落点的安徽省，新能源装机呈爆发式增长，近三年内光伏规模增长8倍，风电规模增长近1倍。但新能源并网电压等级低，分布式特点显著，全省110kV及以下电压等级并网的容量超过全省总容量的95％，且分散在35kV、10kV及380V等各个电压等级电网中。2018年底，吉泉特高压直流落地安徽古泉换流站。针对特高压直流受端近区电网的暂态电压稳定问题，常用的解决办法是加装调相、SVG、STATCOM等动态无功补偿装置，而依靠分布式光伏提供无功支撑也是一种极为有效的解决途径。图1为分布式光伏密集接入的特高压直流受端近区电网系统结构图。对于类似分布式光伏密集接入的特高压直流受端近区电网而言，直流受端系统外来输电比例大幅度提高，且换流站需要消耗大量的无功功率。由于电力电子装置时间常数极小，动态响应速度非常快，故系统的等效惯性时间常数减小，直流受端电压调节能力减弱。并且由于分布式光伏的耐压能力低，特高压直流闭锁后的系统电压波动，可能造成分布式光伏大规模无序脱网，进一步恶化系统的电压，受端近区电网电压稳定面临更大的故障冲击威胁。综上所述，对于类似分布式光伏密集接入的特高压直流受端近区电网，暂态电压问题值得得到更多关注，需要提出更加有效的控制方法来保证特高压直流受端近区电网中的分布式光伏不会因为电压问题而脱网。

传统的光伏有功控制系统功率因数通常不具备常规机组的无功支撑能力。为了能够充分挖掘分布式光伏密集接入的特高压直流受端近区电网的调压能力，需要研究分布式光伏参与特高压直流受端近区电网调压的协调优化方法。

每个光伏电站和无功补偿设备的当前输出无功均能通过WAMS实施监测。在固定的故障校验水平(直流闭锁)，便能够找到当前运行点下的电压薄弱点，匹配出电压薄弱点附近各光伏电站和无功补偿设备的暂态电压灵敏度与分析出当前的约束条件，从而优化计算出各光伏电站和无功补偿设备的无功补偿量。通过各光伏电站和无功补偿设备来提供无功支撑，从而提高系统电压稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于暂态电压灵敏度的配电网调压控制方法。

本发明通过建立分布式光伏密集接入下的特高压直流受端近区电网等效仿真模型，获取直流闭锁后特高压直流受端近区电网的电压波动曲线；计算各节点的暂态电压稳定裕度，将每个节点的暂态电压稳定裕度ξ_u,i与裕度阈值比较，识别配电网模型中的电压薄弱节点，再依次扰动包含分布式光伏在内的各无功补偿设备，计算其对各电压薄弱节点的暂态电压灵敏度，然后将第k个无功补偿设备对各电压薄弱点的暂态电压灵敏度进行加权求和得到平均暂态电压灵敏度，根据平均暂态电压灵敏度对各无功补偿设备进行排序，结合构建的约束条件模型，按照灵敏度大小依次调节各无功补偿设备，直至各电压薄弱节点的暂态电压稳定裕度均大于裕度阈值。本发明实现了协调包括分布式光伏在内的各无功补偿设备参与特高压直流受端近区电网调压，改善了特高压直流受端近区电网直流闭锁扰动下的暂态电压稳定性。

本发明采用如下的技术方案：