[发明专利]一种基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址方法

权利要求书

1.一种基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址方法，其特征在于，确定受端电网的重负荷区域，搜索故障找到受端电网电压稳定薄弱节点；

对受端电网电压稳定薄弱节点的等值负荷进行分解，推导备选储能地点功率变化与受端电网电压稳定薄弱节点稳定指标之间的耦合关系，建立储能地址对受端电网电压稳定影响和储能动态无功响应两个量化指标，得出储能选址综合效果量化指标，对储能地点进行配置，当储能出力时使局部系统的电压稳定性得到改善，防止受端电网电压失稳。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址方法，其特征在于，确定受端电网的重负荷区域，搜索故障找到受端电网电压稳定薄弱节点i，包括以下步骤：

对受端电网各电压等级母线变压器下网功率和受端电网各电压等级线路有功功率计算统计，确定受端电网的重负荷区域；

对重负荷区域内各线路进行N-1故障暂态稳定计算，采用二分法确定电压临近稳定的线路故障，即受端电网电压薄弱节点i：

赋值初始故障发生时刻t₀，赋值故障切除时间t_c0，若重负荷区域内所有输电线路N-1故障后受端电网不发生电压失稳，则逐步增加t_c0直至重负荷区域内有多于一条输电线路在短路故障后发生电压失稳，否则t_c0值不变；

定义故障切除时间为对故障切除时间进行N-1故障暂态稳定计算，若仍有多于一条输电线路N-1故障导致受端电网发生电压失稳，则设置t₁＝t₀＝0s，设置当所述重负荷区域内所有输电线路均稳定时，设置设置t_c1＝t_c0，然后重复上述步骤重新求解t′_c直至有且仅有一条输电线路在短路故障后受端电网发生电压失稳，得到此时的受端电网电压稳定薄弱节点。

3.根据权利要求2所述的一种基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址方法，其特征在于，计算电压稳定指标包括以下步骤：

将受端电网电压薄弱节点通过多端口戴维宁等效成一个简单的单负荷无穷大系统，使负荷在被等值系统外部；

利用相对阻抗模指标来衡量电压失稳程度，对于节点表示为：

I_VSI,i＝|Z_eqi|/|Z_Li| (1)，

Z_eqi表示i的系统等值阻抗；Z_Li表示i的负荷等值阻抗；I_VSI,i表示i的电压稳定程度指标，当I_VSI,i越接近1，受端电网电压越容易因扰动导致失稳；

等值模型中各个电气量公式为

Z_eqi＝Z_LL(ii)

U_Li＝E_eqi-Z_eqiI_eqi (2)，

式(2)中，j为储能备选节点，i为受端电网电压稳定薄弱节点，α_G为电压稳定薄弱节点选取区间的集合，α_L为储能备选节点选取区间的集合，I_Li表示i负荷侧等效电流，I_Lj表示j负荷侧等效电流；E_eqi表示i系统侧等效电压；Z_LL为负荷节点之间的互阻抗；U_Li表示i负荷侧等效电压；I_eqi表示流过i的等值电流；Y_LG为负荷节点与电压源节点之间的互导纳，负荷节点包括储能备选节点和受端电网电压稳定薄弱节点；U_Gi为电压稳定薄弱节点i与电压源节点之间的电压向量；

等值负荷利用等值模型中的各电气量表示为

式(3)中*表示共轭复数，U_i为i的等值电压，对式(3)分析，将等值负荷分解成i自身负荷S_s,i及储能备选节点j对i的转移负荷S_t,i所组成，得到式(4)：

式(4)中*表示共轭复数，其中转移负荷表示为：

式(5)中*表示共轭复数，转移导纳由转移负荷推出：

每个i的等值导纳除了自身负荷外，还有受端电网中其他节点S_t,i的转移导纳，因此将i的等值导纳表示为代表S_s,i的自身负荷导纳Y_s,i和代表其他节点S_t,i的转移导纳Y_t,i：

由式(1)和式(6)，可得

将式(7)中的电流表示成各个节点功率的形式，得到式(8)：

P_i为i的有功功率，Q_i为i的无功功率；U_i为i等值电压，加*表示其共轭；P_j为j的有功功率，Q_j为j的无功功率；U_j为j等值电压，加*表示其共轭；

式(8)体现各储能备选节点j发出功率与电压稳定薄弱节点i电压失稳程度之间的关系；

已知系统侧等值阻抗Z_eqi不受i负荷变化的影响，短时间内U_i在电力系统运行中波动近似认为不变，负荷波动对等值负荷S_eqi的整体影响近似忽略，故认为在储能出力时，其他负荷水平近似维持恒定，通过式(8)对储能备选节点j的有功偏导，得

式(9)中，Z_eqi为i的系统等值阻抗；Z_LL(ji)为j与i之间的互阻抗；U_Li为i的节点电压，U_Lj为j的节点电压；

R指标越大则表示储能备选节点j与电压稳定薄弱节点i之间的关联程度越密切，节点配置储能提升电压稳定性的效果越好，因此选择R指标作为节点配置储能的电压稳定指标。