[发明专利]含风电电力系统的戴维南等值参数解析计算方法

说明书

本发明针对高比例风电接入对戴维南等值参数的作用机制问题，公开了含风电电力系统的戴维南等值参数解析计算方法。该方法首先根据风电的电力电子特性，将风电等值为一个注入电流源，建立了计算含风电电力系统的戴维南等值参数的解析数学模型，理论研究了风电电流源特性接入对戴维南等值参数的作用机制；接着通过对耦合项的处理方式分析了两种含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算方法，从而制定了含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算流程。采用本方法可以分析风电高比例接入后戴维南等值参数的动态变化规律，为适用于风电等电力电子型电源的电压稳定分析方法的研究奠定了基础。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，涉及戴维南等值参数计算方法，尤其涉及含风电电力系统的戴维南等值参数解析计算方法。

背景技术

随着风电、光伏等电力电子型电源的高比例接入，电力系统的运行特性变的愈加复杂，对系统的安全稳定运行提出了更高要求。基于戴维南等值理论的电压稳定分析方法，其本质上是将非线性的电力系统先进行线性等值，再根据最大功率传输原理判断等值负荷节点的临界阻抗和负荷阻抗的模值关系。目前的研究热点多集中在设计出更加精确的戴维南等值参数辨识方法。但是，新能源发电的动态特性完全不同于传统的同步发电机，在高比例新能源电力系统中，若直接以黑箱的形式将风电等电力电子型电源包含在等值网络中，不仅增加了时变、非线性电力系统的戴维南等值参数辨识的难度，而且也不能从理论上解析研究风电等电力电子电源的接入对戴维南等值参数的影响规律和作用机制。

发明内容

为了分析高比例风电接入后对戴维南等值参数的动态影响规律，考虑到风电的有功无功控制能力以及并网后不易出现并网点剧烈波动变化问题，可以将并网的风电等效为注入电流源，本专利提出了含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算方法，首先根据风电的电力电子特性，将风电等值为一个注入电流源，建立了计算含风电电力系统的戴维南等值参数的解析数学模型，理论研究了风电电流源特性接入对戴维南等值参数的作用机制；接着通过对耦合项的处理方式分析了两种含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算方法，从而制定了含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算流程。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

含风电电力系统的戴维南等值参数的解析计算方法，包括如下步骤：

步骤(1)：对于含风电的电力系统，利用SCADA系统得到含风电电力系统的节点导纳矩阵Y；

步骤(2)：对含风电的电力系统节点分成以下四类：负荷节点、风电节点、发电机节点和连接节点，按照节点类型对节点导纳矩阵Y进行分块；

步骤(3)：建立含风电电力系统的戴维南等值参数的解析数学模型，计算得到解析数学模型的重要参数：Z_LL、E_open、I_LW，其中，Z_LL代表面向负荷节点的节点阻抗矩阵，E_open代表面向负荷节点的开路电压矩阵，I_LW代表计及风电节点注入电流作用的负荷节点注入电流矩阵；

步骤(4)：分别根据解析计算方法1和解析计算方法2得到含风电电力系统的戴维南等值参数Z_eq,k,1，E_eq,k,1和Z_eq,k,2，E_eq,k,2，所述解析计算方法1将耦合项全部等值为电势，所述解析计算方法2将耦合项全部等值为阻抗。

进一步的，所述步骤(2)的节点导纳矩阵Y分块方法为：基于节点电压方程I＝YU，按照四种节点类型展开可得：