[发明专利]改善特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定方法

说明书

本发明提供了一种改善特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定方法，包括以下步骤：建立受端系统的电力系统拓扑模型；根据受端系统的电力系统拓扑模型进行仿真计算，得到新能源渗透率和特高压直流的故障与特高压直流传输能力之间的函数关系；根据受端系统的电力系统拓扑模型和潮流计算模型，计算得到受端系统的发电机节点对负荷节点的无功备用权重模型，和受端系统的负荷节点电压稳定模型；定义负荷变化和新能源渗透率双重影响下的受端系统的薄弱节点集合；确定受端系统在场景下对应的薄弱节点，并在薄弱节点加装静止无功发生器。本发明能够有效保持特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定。

技术领域

本发明属于电力系统电网技术领域，具体涉及一种改善特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定方法。

背景技术

随着“双碳”背景以及新型电力系统建设的逐渐推进，新能源基地逐渐覆盖全国，东部负荷密集型地区也将逐步退出常规火电，建设百万千瓦级新能源基地替代常规火电，新能源大量接入导致系统运行特性和稳定机理发生显著变化，传统交流电网依赖于同步发电机的物理特性保持稳定运行，一个区域内的同步发电机组的转子通过电网机电耦合，保持同步旋转。但高比例新能源替代传统火电机组后，系统需要引入大量电力电子装置，这些电力电子装置的惯性低，抗扰动能力差。对传统电网电压特性的影响体现在两方面，一是电网电压稳定性问题；二是直流故障后的暂态过电压引发的新能源脱网问题。

此外，东部地区负荷密度大，特高压系统西电东送传输大量电力，电压问题一直以来与负荷端密切相关，东部受端系统更容易发生电压稳定性问题。直流系统发生多种类型故障如单级闭锁、双级闭锁、直流线路故障重启动、直流换相失败时，将会导致直流系统出现较长时间或者瞬时功率受阻，受端过剩的无功支撑导致传到受端系统内部，导致系统电压升高，由于受端系统中新能源占比过高且传统火电退出运行，进而加重新能源机端电压超过允许值，造成大面积新能源脱网事故，进而可能出现停电事故。

因此，目前亟需寻求改善含高比例新能源和特高压交直流输电系统受端电压稳定问题的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种改善特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定方法，能够有效保持特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定。

本发明采用的技术方案是：一种改善特高压直流受端含高比例新能源系统的电压稳定方法，包括以下步骤：

建立受端系统的电力系统拓扑模型，并计算出受端系统导纳矩阵作为潮流计算模型；

根据受端系统的电力系统拓扑模型进行仿真计算，得到新能源渗透率和特高压直流的故障与特高压直流传输能力之间的函数关系；

根据受端系统的电力系统拓扑模型和潮流计算模型，计算得到受端系统的发电机节点对负荷节点的无功备用权重模型，和受端系统的负荷节点电压稳定模型；

根据新能源渗透率和特高压直流的故障与特高压直流传输能力之间的函数关系、发电机节点对负荷节点的无功备用权重模型，和负荷节点电压稳定模型，定义负荷变化和新能源渗透率双重影响下的受端系统的薄弱节点集合；

基于薄弱节点集合，确定受端系统在当前的新能源渗透率和特高压直流的故障场景下对应的薄弱节点，并在薄弱节点设置静止无功发生器；将静止无功发生器的电压设置为上一时刻潮流计算模型计算得到的相应节点的电压；

根据潮流计算模型计算得到受端系统当前时刻所有节点电压。

上述技术方案中，建立受端系统的电力系统拓扑模型的过程包括：搜集受端系统含地理信息的火电、风电、光伏基本参数信息，线路的长度和阻抗、电力变压器、并串连电容器静止元件所构成的总体，区域负荷信息及电力电子设备模型参数、特高压交直流线路阻抗以及电力电子原件参数，进而建立受端系统以风电、光伏、火电、负荷以及特高压交直流元件的电力系统拓扑模型。