[发明专利]一种新能源场站短路比的计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种新能源场站短路比的计算方法及系统，包括：建立新能源接入电网的等值模型，并确定新能源并网点的数量和新能源并网点的等值节点阻抗矩阵；根据每个新能源并网点的母线电压和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的短路容量；根据每个新能源并网点的短路容量和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的新能源场站短路比。本发明的方法能够快速准确地判断新能源接入交直流系统后的电网强弱，为电力系统规划和运行提供重要参考依据。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，并且更具体地，涉及一种新能源场站短路比的计算方法及系统。

背景技术

作为目前最成熟和最具发展前景的可再生能源，风力发电和光伏发电近年来保持着强劲的发展势头。不远的将来某些局部电网新能源占比可能达到80％甚至更高，高比例新能源并网运行将成为未来电源结构的重要特征。我国新能源资源主要位于三北地区，处于电网末端，电网网架结构薄弱、调节能力有限，且新能源机组出力具有间歇性和波动性，因此大规模新能源接入对局部电网安全稳定运行带来很大压力。以风力发电为例，其固有的随机波动性、电力电子拓扑结构的复杂非线性及多时间尺度的时变性使得高比例风电场对电网的稳定功角稳定、电压稳定及频率稳定等方面都产生了显著的影响。

目前，用于直接评价电网网架强弱的指标主要有短路比、多馈入短路比及分层直流短路比，以其简单性、直观性，为电力系统规划和运行提供重要的参考依据。但已有的短路比研究都是从电网受端角度进行研究的，无法准确的应用于评价高比例新能源接入的送端电网的强弱。

发明内容

本发明提出一种新能源场站短路比的计算方法及系统，以解决如何确定新能源场站短路比的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种新能源场站短路比的计算方法，所述方法包括：

建立新能源接入电网的等值模型，并确定新能源并网点的数量和新能源并网点的等值节点阻抗矩阵；

根据每个新能源并网点的母线电压和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的短路容量；

根据每个新能源并网点的短路容量和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的新能源场站短路比。

优选地，其中确定新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，包括：

计算新能源并网点的节点导纳矩阵Y_n×n，并对所述导纳矩阵Y_n×n求逆，以获取新能源并网点的等值节点阻抗矩阵Z_n×n；其中，所述导纳矩阵Y_n×n为非奇异矩阵；n为新能源并网点的数量；其中，新能源阻抗为无穷大，若新能源场站的无功补偿装置包括：并联电容器、静止同步无功补偿器(static var compensator,SVC)、静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)或调相机，则需计入节点导纳矩阵Y_n×n。

优选地，其中所述根据每个新能源并网点的母线电压和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的短路容量，包括：

其中，S_aci为新能源并网点i的短路容量；U_i为新能源并网点i的母线电压幅值，Z_eqii为所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵的第i行、第i列元素。

优选地，其中所述根据每个新能源并网点的短路容量和所述新能源并网点的等值节点阻抗矩阵，确定每个新能源并网点的新能源场站短路比，包括：