[发明专利]一种用于新能源配电网系统的等值建模求解方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于新能源配电网系统的等值建模求解方法及装置，包括：将包含分布式新能源的配电网系统作为原系统，获取所述原系统在负荷端点的有功功率和无功功率；根据所述有功功率和无功功率的响应特性，构建原系统对应的等值系统的等值负荷模型；对所述等值负荷模型的参数进行求解，获取所述等值负荷模型的各个参数的值。等值负荷模型可以较好地模拟原系统的有功、无功特性。通过对等值负荷模型的参数进行求解，验证了本发明所提出的负荷建模方法的有效性。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真建模技术领域，具体涉及一种用于新能源配电网系统的等值建模求解方法及装置。

背景技术

伴随着世界能源体系向清洁低碳、安全高效转型，我国能源和电力发展处于重要战略机遇期，能源供需格局持续快速发展。近年来，我国风电、光伏等新能源得到跨越式发展，电网中新能源装机容量占比日益提高。截至2021年底，我国电源装机23.8亿千瓦，非化石能源发电装机容量达到11.2亿千瓦，首次超过煤电装机规模。水电、风电、太阳能发电装机分别达到3.9亿千瓦、3.3亿千瓦、3.1亿千瓦，均居世界首位。新能源发电正加速由辅助电源向主力电源转变。

由于电力电子设备具有多时间尺度动态和大量切换控制特性，高比例新能源电力系统精确高效建模和仿真的技术难度大幅增加，对系统稳定特性演变规律的认知能力提出了挑战。具体来说，电力电子设备特性主要由控制和保护逻辑决定，设备单体建模复杂，大量电力电子设备在电源侧和负荷侧的特性难以聚合等效。现有技术通常采用容量倍乘方式确定设备集群的模型参数，模型简单但精度差，参数获取缺少依据；若按照实际拓扑构建电力电子设备集群的精确模型，仿真规模极大、计算速度非常慢，无法应用于大电网仿真分析。面向大电网分析，亟需研究完善电力电子设备/集群模型的机电暂态建模方法。另一方面，大量分布式发电接入低压电网，大电网仿真分析的负荷特性发生重大变化，但目前高渗透率分布式发电与大电网的相互影响机理尚不清晰，大电网分析时通常将分布式发电视为负荷的一部分，无法准确研究大量分布式发电在主网层面的聚合等效作用，也难以考虑主网大扰动情况下分布式发电的控制保护响应特性，严重影响高渗透率分布式发电接入后的电网仿真分析准确性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种用于新能源配电网系统的等值建模求解方法，包括：

将包含分布式新能源的配电网系统作为原系统，获取所述原系统在负荷端点的有功功率和无功功率；

根据所述有功功率和无功功率的响应特性，构建原系统对应的等值系统的等值负荷模型；

对所述等值负荷模型的参数进行求解，获取所述等值负荷模型的各个参数的值。

进一步的，在获取所述等值负荷模型的各个参数的值的步骤之后，还包括：

对原系统和等值负荷模型进行仿真计算；

根据所述各个参数的值获取所述等值负荷模型的有功功率和无功功率响应曲线，与原系统的有功功率和无功功率响应曲线一致，确定所述等值负荷模型的有效性。

进一步的，根据有功功率和无功功率的响应特性，构建原系统对应的等值系统的等值负荷模型，包括：

根据所述等值负荷模型在负荷端点的有功功率和无功功率，与原系统在负荷端点的有功功率和无功功率的响应曲线一致性，构建对应的等值负荷模型。

进一步的，所述的等值负荷模型，由以下等值电路组成，包括：

配电网等值阻抗RD+jXD、恒定阻抗负荷Z、恒定功率负荷P、感应电动机M、同步发电机G、A类分布式光伏、B类分布式光伏和补偿电容器。

进一步的，配电网等值阻抗RD+jXD，具体计算方法包括：

根据原系统阻抗消耗功率与配电网各变压器、各配电线路消耗功率之和相等，计算配电网等值阻抗值RD+jXD为