[发明专利]一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法及装置，所述方法包括基于预先构建的基于UPFC的静态电压稳定指标计算方法，计算新能源入网后的等值线路，获取修正后的雅可比矩阵；对修正后的雅可比矩阵进行奇异值分解，获取等值线路雅可比矩阵奇异值的大小，用来表示新能源入网后节点静态电压稳定极限点的裕度，进而确定UPFC最佳安装位置、容量与雅可比矩阵最小奇异值之间的灵敏度关系，本发明能够合理利用电网中发电设备、FACTS设备等可调度资源，在保证新能源电网安全稳定运行的同时促进新能源的消纳，解决大规模新能源并入电网所带来的静态电压安全稳定问题，有利于提升新能源电网安全稳定性。

技术领域

本发明涉及一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法及装置，属于电力系统技术领域。

背景技术

新能源电网规模和负荷需求的快速增长，电网运行的安全性受到影响。新能源间歇性和波动性的特性为电力系统稳定运行带来了巨大的挑战。针对解决新能源并入电网后的静态电压稳定问题，国内外学者已经对此进行了大量深入研究，提出了相应的静态电压稳定性指标。传统静态电压稳定分析一般以潮流计算为基础，寻找静态电压稳定临界点，然后计算得到当前系统节点的电压稳定裕度，常用的有连续潮流法、直接法、非线性规划方法。上述研究均对电网的安全稳定运行起积极作用，但现有的静态电压稳定指标大多根据确定的模型进行设计，忽略了负荷波动、新能源发电不确定性等因素，难以充分反映当电力系统受到扰动后整体的运行状态，限制了静态电压稳定指标的通用性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法及装置，解决大规模新能源并入电网所带来的静态电压安全稳定问题，提供一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法，提升新能源电网安全稳定性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种含新能源电网的静态电压稳定性分析方法，包括：

基于预先构建的基于UPFC的静态电压稳定指标计算方法，计算新能源入网后的等值线路，获取修正后的雅可比矩阵；

对修正后的雅可比矩阵进行奇异值分解，获取等值线路雅可比矩阵奇异值的大小，用来表示新能源入网后节点静态电压稳定极限点的裕度，进而确定UPFC最佳安装位置、容量与雅可比矩阵最小奇异值之间的灵敏度关系。

进一步的，所述基于UPFC的静态电压稳定指标计算方法的构建，包括：

基于UPFC的补偿特性以及在线路上的等效模型，使用等效功率注入法构建UPFC的数学模型；

构建UPFC等效功率注入模型以及电力系统潮流方程，将UPFC配置在线路i-j的节点i侧，对配置UPFC所在线路两端的潮流方程进行修改，其他节点潮流方程保持不变，在线路P-Q的约束条件下，构建基于UPFC的静态电压稳定指标计算方法。

进一步的，所述UPFC是由两个共用直流侧电容的背对背式电压源换流器构成，其中一个变流器等效成一个串联电压源U_T，通过变压器串联接入系统，向系统注入幅值与相角可任意调节的电压，以此调节线路潮流；另外一个变流器通过并联变压器漏抗接入系统，该换流器通过并联变压器向系统吸收或者注入无功功率，在装置内可等效成一个串联电流源I_sh。

进一步的，在线路P-Q的约束条件下，构建基于UPFC的静态电压稳定指标计算方法，包括：

在电力系统中，支路i节点首端电压为U_i,末端节点电压为U_j；R+jX是支路阻抗；B_c是对地导纳；P和Q分别是支路末端的有功、无功功率，从而得到相应电压方程：