[发明专利]一种考虑静态电压稳定约束的电网风电最大渗透率评估方法

权利要求书

1.一种考虑静态电压稳定约束的电网风电最大渗透率评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，逐步增加风电集中并网的容量，同时等容量替换出火电；

步骤(2)，对该电网进行潮流计算，在线收集电网运行状态的数据；所述步骤(2)中电网运行状态数据包括：电网中第i个节点的电压幅值U_i和相角θ_i、流过第n条线路末端节点j的视在功率S＝P+Q、以及此时电网的拓扑结构数据，其中，Q为流过支路末端节点的无功功率，P为流过支路末端节点的有功功率；所述电网的拓扑结构数据包括线路阻抗Z_L为R_L+jX_L，首末端对地导纳jB_L/2；

步骤(3)，基于采集到的电网运行状态数据，根据基于线路功率运行曲线的静态电压稳定裕度指标计算方法计算出各个负荷节点的静态电压稳定裕度L_i，从而得到整个系统的静态电压稳定裕度a；

基于线路功率运行曲线的静态电压稳定裕度指标计算方法基于两节点的线路模型进行分析，模型中，节点i为首端节点，电压为U_i∠θ_i，即节点j为末端节点，电压为U_j∠θ_j，即线路阻抗Z_L为R_L+jX_L，首末端对地导纳均为jB_L/2，流过线路末端节点的电流为I_L、视在功率S为P+jQ；

计算方法包括如下步骤：

计算节点i的电压：

计算流过末端节点的电流：

令a₁＝1-B_LX_L/2，a₂＝B_LR_L/2，b₁＝R_L，b₂＝X_L，则式(1)变为：

将式(3)按照实部虚部展开，从而消去支路首端、末端的电压相角差θ_ij得：

其中c₁＝a₁²+a₂²，c₂＝2a₁b₁+2a₂b₂，c₃＝2a₁b₂-2a₂b₁，c₄＝b₁²+b₂²；

式(4)是关于末端节点U_j²的一元二次方程；根据Δ＝b²-4ac＝0，式(4)则转化为：

式(5)表明若以流过支路末端节点的无功功率Q和有功功率P为横、纵坐标；

定义线路n的静态电压稳定裕度d_n为：

通过下式计算负荷节点i的静态电压稳定裕度L_i：

L_i＝min(d₁,d₂,......,d_N) (7)

即负荷节点的静态电压稳定裕度值为所有以该节点为末端节点中最小的线路静态电压稳定裕度；

通过下式计算整个系统的静态电压稳定裕度a：

a＝min(L₁,L₂,......,L_N) (8)

即系统的静态电压稳定裕度值为最小的负荷节点静态电压稳定裕度；

步骤(4)，以零为阈值，若a0，则返回步骤(1)继续逐步增加风电集中并网容量；若a≤0，则进入步骤(5)；

步骤(5)，返回此时的风电最大替换容量；

步骤(6)，根据渗透率计算公式计算得到静态电压稳定约束条件下的电网风电最大渗透率。

2.根据权利要求1所述的考虑静态电压稳定约束的电网风电最大渗透率评估方法，其特征在于，所述步骤(6)中，渗透率计算公式如下：

其中，Wind_penetration为风电渗透率，S_i^wp为第i个风电场的额定容量，N为风电场个数，P_pl为峰值负荷的有功出力。