[发明专利]一种可再生电源接入节点的安全运行控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种可再生电源接入节点的安全运行控制系统及方法，系统包括发电管理模块、安全评估模块以及各个接入节点的可再生电源调控终端；发电管理模块采集接入节点的发电信息，该发电信息包括节点电压、支路阻抗和有功功率；安全评估模块根据发电信息，通过电力网络支路方程计算支路电流，通过安全裕度计算公式计算接入节点的发电功率安全裕度；发电管理模块判断λ_i是否大于0，若是则判定第i个接入节点运行安全，否则通过调整接入节点的发电功率，使得λ_i大于0。与现有技术相比，本发明不需要通过试探性计算逐步向安全临界点逼近，运算速度快，准确性高。

技术领域

本发明涉及电力系统运行安全性评估领域，尤其是涉及一种可再生电源接入节点的安全运行控制系统及方法。

背景技术

随着全社会都在大力推动可再生能源的发展和利用，以风电和光伏为代表的可再生能源基地大量建设，大规模可再生电源的并网运行。可再生电源并网在解决能源危机的同时也会带来新的问题，比如其出力受环境因素影响而不易控制，对备用电源要求提高以及给调度运行部门的运行方式安排带来困难等。在关注可再生能源的利用与消纳的同时还需要关注可再生电源并网后电网运行的安全性，从电力系统安全运行的角度来看，每一个负荷断面都有其安全运行临界点，当前运行状态到安全运行临界点的距离表征了系统的安全裕度。

但目前可再生能源接入电网的电压安全稳定边界模型建立困难，模型可观测性不强，导致可再生能源接入点的电压安全性评估误差较大，不能为调度人员提供更加精确的电压安全性调控策略，尤其是可再生电源并网具有较大不确定性的情况下，系统安全问题就更加突出。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可再生电源接入节点的安全运行控制系统及方法，不需要通过试探性计算逐步向安全临界点逼近，运算速度快，准确性高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可再生电源接入节点的安全运行控制系统，用于在可再生电源接入电网情况下对可再生电源发电功率进行安全性评估，包括发电管理模块、安全评估模块以及各个接入节点的可再生电源调控终端；

所述的发电管理模块采集接入节点的发电信息，该发电信息包括节点电压、支路阻抗和有功功率；

所述的安全评估模块根据发电信息，通过电力网络支路方程计算支路电流，通过安全裕度计算公式计算接入节点的发电功率安全裕度；

所述的安全裕度计算公式为：

其中，i,j＝1,2,···,N为接入节点序号，λ_i为第i个接入节点的发电功率安全裕度，V_i0为第i个接入节点的节点电压的测量值，p_i为第i个接入节点的有功功率，l＝1,2,···,L为支路序号，和为接入节点的支路电流的实部和虚部，所述的安全裕度代表该接入节点的发电功率与电力系统安全临界功率之间的距离；

所述的发电管理模块判断λ_i是否大于0，若是则判定第i个接入节点运行安全，否则通过调整接入节点的发电功率，使得λ_i大于0，让电网重回安全区域，达到降低可再生电源接入的安全风险，保证电网安全经济运行的目的。

以节点电压和支路电流作为计算变量，直接根据安全裕度计算公式计算接入节点的发电功率安全裕度，而不需要通过试探性计算逐步向安全临界点逼近，运算速度快，准确性高。

进一步地，所述的电力网络支路方程为：

其中，e_i和f_i为接入节点i的节点电压的实部和虚部，Z_ij＝R_ij+jX_ij为接入节点i的支路阻抗。