一种多新能源脱网后协调恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种多新能源脱网后协调恢复方法，根据多新能源系统脱网光伏和风机的类型及控制方法，建立多新能源脱网后恢复策略的待选集合；利用电力系统暂态稳定分析软件模拟多新能源脱网过程，分别采取待选集合中的不同策略，对多新能源系统进行模拟恢复，计算恢复前后多新能源系统频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动；利用频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动的加权求和，计算新能源脱网后恢复综合评价指标，选取待选集合中综合评价指标最小的策略，对多新能源脱网后的实际系统进行恢复。本发明专利技术方法避免出现因新能源不恰当恢复顺序导致的系统再次崩溃现象，克服现有技术对于多新能源电力系统协调恢复过程考虑不足的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种多新能源脱网后协调恢复方法
本专利技术涉及新能源电力系统有序恢复
，具体地，涉及一种多新能源脱网后协调恢复方法。
技术介绍
随着我国经济持续发展，人民生活水平上升，能源需求越来越大，传统的石油、煤炭等化石能源未来将难以满足人民需求，能源危机日益加剧。为此，国家大力发展风电、光伏等新能源，以满足人类社会对于能源的需求。为了将风电、光伏等新能源丰富地区发电远距离传输到高负荷区域，国家电网公司大力发展特高压直流输电，但这也为电网安全稳定运行带来新的挑战。无论当前新能源电站参与紧急控制被切除，还是故障导致新能源脱网，都有可能导致大规模新能源脱网现象。而由于新能源出力的波动性，脱网后新能源的无序恢复可能对电网安全稳定运行有较大影响。在故障解除后，有必要使脱网的新能源机组尽快有序恢复供电，保障电网的稳定运行同时也提升新能源消纳。但目前关于系统恢复问题的研究多专注于常规能源系统，对新能源参与系统恢复的研究不多；且现有对于新能源电力系统有序恢复的研究还有所欠缺，缺少凝练指导性原则与具体的恢复方法。新能源电力系统恢复问题有别于传统黑启动问题。首先，传统黑启动问题是以整个电力系统全部停电为研究背景，系统恢复初期可能面临线路充电过电压的问题。故障导致新能源脱网或是新能源参与紧急功率控制被切除后的含新能源系统的恢复研究，针对的系统不为全黑的状态，此时系统中仍有不少电源，网架和负荷。对于黑启动而言，首先恢复系统供电是第一要务，对于电能的质量可以降低要求；多新能源脱网的系统恢复问题应对于恢复过程中电能质量的问题更侧重些，因为系统中仍有不少电源，恢复系统供电的形势相对缓和。因此，对于多新能源系统的恢复过程，必须考虑不同方法恢复过程中电能质量的差异，提出一种多新能源脱网后协调恢复方法，避免出现因新能源不恰当恢复顺序导致的系统再次崩溃现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种多新能源脱网后协调恢复方法，以避免出现因新能源不恰当恢复顺序导致的系统再次崩溃现象，克服现有技术对于多新能源电力系统协调恢复过程考虑不足的缺陷。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多新能源脱网后协调恢复方法，包括以下步骤：步骤1：根据多新能源系统脱网光伏和风机的类型及控制方法，建立多新能源脱网后恢复策略的待选集合，具体为：(1)当多新能源系统中不同无功功率控制方式风机脱网时，恢复策略待选集合包括：待选策略1：先恢复采用恒电压控制方式的风机，后恢复采用恒功率因数控制方式的风机；待选策略2：先恢复采用恒功率因数控制方式的风机，后恢复采用恒电压控制方式的风机；(2)当多新能源系统中不同类型的风机脱网时，恢复策略待选集合包括：待选策略1：先恢复双馈异步感应风机，后恢复永磁直驱风机；待选策略2：先恢复永磁直驱风机，后恢复双馈异步感应风机；(3)当多新能源系统中不同类型的新能源脱网时，恢复策略待选集合包括：待选策略1：先恢复风电机组，后恢复光伏机组；待选策略2：先恢复光伏机组，后恢复风电机组；步骤2：利用电力系统暂态稳定分析软件模拟多新能源脱网过程，分别采取待选集合中的不同策略，对多新能源系统进行模拟恢复，计算恢复前后多新能源系统频率偏差波动Δf、电压幅值波动ΔU及功角差暂态波动Δδ，计算公式为：Δf＝fmax-fmin(1)ΔU＝Umax-Umin(2)Δδ＝δmax-δmin(3)式中：fmax和fmin分别表示恢复过程中频率偏差的最大值与最小值；Umax和Umin分别表示恢复过程中电压的最大值与最小值；δmax和δmin分别表示恢复过程中功角差的最大值与最小值；步骤3：利用频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动的加权求和，计算新能源脱网后恢复综合评价指标，计算公式为：式中，w1、w2及w3分别表示频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动对应的权重，等权重加权时，w1、w2及w3相等，均为fN表示频率的基准值，为50Hz；|δN|表示功角差基准值的绝对值，为多新能源系统脱网前发电机之间的功角差；电压为标幺值形式，ΔU不作除以基准值的操作；ΔC为新能源脱网后恢复综合评价指标；计算待选集合中不同恢复策略的综合评价指标，选取ΔC最小的策略，对多新能源脱网后的实际系统进行恢复。和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：本专利技术提出的多新能源脱网后协调恢复方法，可以充分考虑不同策略恢复过程中电能质量的差异，实现电力系统新能源故障脱网后的安全、快速恢复。目前关于系统恢复问题的研究大多专注于常规能源系统，对新能源参与系统恢复的研究不多；且现有对于新能源电力系统有序恢复的研究还有所欠缺，缺少凝练指导性原则与具体的恢复方法。本专利技术综合光伏电站与风电场之间、不同风电机组类型之间、不同风机无功控制方式之间多场景下的协调恢复策略，形成多新能源脱网后的协调恢复方法，可以为多新能源脱网后的电力系统协调恢复提供指导，避免出现因新能源不恰当恢复顺序导致的系统再次崩溃现象。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例所述一种多新能源脱网后协调恢复方法；图2为本专利技术实施例所述计算场景示意图。图3为本专利技术实施例所述待选集合中不同恢复策略下系统的频率差变化。图4为本专利技术实施例所述待选集合中不同恢复策略下机端电压变化。图5为本专利技术实施例所述待选集合中不同恢复策略功角差变化。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例的一种多新能源脱网后协调恢复方法，主要包括：根据多新能源系统脱网光伏和风机的类型及控制方法，建立多新能源脱网后恢复策略的待选集合；利用电力系统暂态稳定分析软件模拟多新能源脱网过程，分别采取待选集合中的不同策略，对多新能源系统进行模拟恢复，计算恢复前后多新能源系统频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动；利用频率偏差波动、电压幅值波动及功角差暂态波动的加权求和，计算新能源脱网后恢复综合评价指标，选取待选集合中综合评价指标最小的策略，对多新能源脱网后的实际系统进行恢复。本实施例一种多新能源脱网后协调恢复方法，包括以下步骤：步骤一：多新能源脱网后恢复策略待选集合建立。如图2所示，选取西北电网新疆吉泉直流近区网架，吉泉直流外送8000MW双极闭锁致使常规能源脱网7400MW和新能源脱网1000MW，360MW负荷停电。计算数据采用西北电网2019年冬大方式。多新能源脱网场景为：5s时在新疆望洋台站附近有40MW的风电机组与40MW的光伏机组脱网。...

【技术保护点】
1.一种多新能源脱网后协调恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：根据多新能源系统脱网光伏和风机的类型及控制方法，建立多新能源脱网后恢复策略的待选集合，具体为：/n(1)当多新能源系统中不同无功功率控制方式风机脱网时，恢复策略待选集合包括：/n待选策略1：先恢复采用恒电压控制方式的风机，后恢复采用恒功率因数控制方式的风机；/n待选策略2：先恢复采用恒功率因数控制方式的风机，后恢复采用恒电压控制方式的风机；/n(2)当多新能源系统中不同类型的风机脱网时，恢复策略待选集合包括：/n待选策略1：先恢复双馈异步感应风机，后恢复永磁直驱风机；/n待选策略2：先恢复永磁直驱风机，后恢复双馈异步感应风机；/n(3)当多新能源系统中不同类型的新能源脱网时，恢复策略待选集合包括：/n待选策略1：先恢复风电机组，后恢复光伏机组；/n待选策略2：先恢复光伏机组，后恢复风电机组；/n步骤2：利用电力系统暂态稳定分析软件模拟多新能源脱网过程，分别采取待选集合中的不同策略，对多新能源系统进行模拟恢复，计算恢复前后多新能源系统频率偏差波动Δf、电压幅值波动ΔU及功角差暂态波动Δδ，计算公式为：/nΔf＝f

【技术特征摘要】
1.一种多新能源脱网后协调恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据多新能源系统脱网光伏和风机的类型及控制方法，建立多新能源脱网后恢复策略的待选集合，具体为：
(1)当多新能源系统中不同无功功率控制方式风机脱网时，恢复策略待选集合包括：
待选策略1：先恢复采用恒电压控制方式的风机，后恢复采用恒功率因数控制方式的风机；
待选策略2：先恢复采用恒功率因数控制方式的风机，后恢复采用恒电压控制方式的风机；
(2)当多新能源系统中不同类型的风机脱网时，恢复策略待选集合包括：
待选策略1：先恢复双馈异步感应风机，后恢复永磁直驱风机；
待选策略2：先恢复永磁直驱风机，后恢复双馈异步感应风机；
(3)当多新能源系统中不同类型的新能源脱网时，恢复策略待选集合包括：
待选策略1：先恢复风电机组，后恢复光伏机组；
待选策略2：先恢复光伏机组，后恢复风电机组；
步骤2：利用电力系统暂态稳定分析软件模拟多新能源脱网过程，分别采取待选集合中的不同策略，对多新能源系统进行模拟恢复，计算恢复前后多新...

【专利技术属性】
技术研发人员：张柏林，刘俊，李奕彤，赵宏炎，张睿哲，池宇琪，彭鑫，吕嘉，王维洲，邵冲，霍超，刘克权，徐宏雷，刘琳琳，
申请(专利权)人：西安交通大学，国网甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61