一种适用于含新能源网络的等效聚合方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于含新能源网络的等效聚合方法，对含新能源网络的网络拓扑及参数信息进行预处理；当含新能源网络的短路电流为电压的线性函数时，分析所获取的拓扑参数信息对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型；根据新能源的类型，并结合实际新能源短路电流的实用化表达式，获得相应的等效聚合模型。上述方法根据新能源和网络拓扑参数对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型，简化了网络拓扑以及减少新能源耦合节点，避免了新能源全网迭代计算所带来的计算耗时较长和网络维度过大容易不收敛的问题。时较长和网络维度过大容易不收敛的问题。时较长和网络维度过大容易不收敛的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于含新能源网络的等效聚合方法


[0001]本专利技术涉及新能源电源
，尤其涉及一种适用于含新能源网络的等效聚合方法。

技术介绍

[0002]对于含高比例新能源电源的配电网，网络拓扑多为辐射状结构，新能源呈现并网容量小而并网点多的特性，采取传统全局迭代进行短路电流分析，会导致迭代计算所用的节点导纳矩阵的维度特别大，迭代耗时较长，还容易造成迭代不收敛的问题。此外，虽然传统方法计算可得全网的故障信息，但在进行故障分析时，更关注发生故障的主干线路上短路电流的大小，由于大部分的分支线路的电流主要为新能源输出电流，其数值较小，一般不会对分支线路保护造成影响，因此并不关注其短路电流的数值，计算所得中有过多的无用信息。
[0003]随着新能源电源接入比例的快速增加，全局迭代的新能源短路电流计算方法存在耗时长和收敛性差的问题，亟需研究一种含新能源网络的等效聚合方法，能够简化网络拓扑，提高短路电流计算速度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种适用于含新能源网络的等效聚合方法，该方法根据新能源和网络拓扑参数对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型，简化了网络拓扑以及减少新能源耦合节点，避免了新能源全网迭代计算所带来的计算耗时较长和网络维度过大容易不收敛的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种适用于含新能源网络的等效聚合方法，所述方法包括：
[0007]步骤1、对含新能源网络的网络拓扑及参数信息进行预处理；/>[0008]步骤2、当含新能源网络的短路电流为电压的线性函数时，分析步骤1的拓扑参数信息对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型；
[0009]步骤3、根据新能源的类型，并结合实际新能源短路电流的实用化表达式，获得相应的等效聚合模型。
[0010]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法根据新能源和网络拓扑参数对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型，简化了网络拓扑以及减少新能源耦合节点，避免了新能源全网迭代计算所带来的计算耗时较长和网络维度过大容易不收敛的问题。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本
领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0012]图1为本专利技术实施例提供的适用于含新能源网络的等效聚合方法流程示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例所述含新能源电源的网络示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例所搭建69节点含新能源网络的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术实施例含部分功率逆变型新能源线路8
‑
41
‑
46的等效聚合模型曲线对比图；
[0016]图5为本专利技术实施例含全功率逆变型新能源线路6
‑
27
‑
34的等效聚合模型曲线对比图。
具体实施方式
[0017]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0018]如图1所示为本专利技术实施例提供的适用于含新能源网络的等效聚合方法流程示意图，所述方法包括：
[0019]步骤1、对含新能源网络的网络拓扑及参数信息进行预处理；
[0020]在该步骤中，所述预处理操作包括节点编号和负荷处理；其中对于被等效的网络所需要的信息包括网络拓扑、线路及变压器阻抗、变压器变压比、负荷容量及位置、新能源容量及位置、新能源电源端口电压与电流的函数关系；
[0021]针对节点编号，被等效辐射型网络由首节点和其他n个节点组成，总共n+1个节点，对于这n个节点中距首节点线路距离最近的为节点1，然后依次为节点2，3
…
，线路末节点为第n个节点，具体示例可参考图2；
[0022]所述负荷处理为恒阻抗形式，具体见下文式(1)；
[0023]图2所示为本专利技术实施例所述含新能源电源的网络示意图，假设节点A为含新能源网络的主干线路节点即首节点，节点1与节点A的线路阻抗为Z1，节点1与节点2的线路阻抗为Z2，节点1与节点2分别接入新能源电源；
[0024]当线路之外发生故障时，可将主干线路节点A、分支线路节点1和2等效为一个新能源节点，简化网络拓扑；
[0025]对于节点1和节点2所接的新能源电源，将其等效为压控流源，其端口电压与电流的函数关系用图2中的f表示，不同类型的新能源电源的电压与电流的函数关系不同，节点1和节点2上所接负荷在短路电流计算中将其等效为恒阻抗模型，即：
[0026][0027]式中，U
N
为节点线电压额定值；S
L
表示负荷容量，Z
L
为负荷的等效阻抗，下标i代表第i个节点。
[0028]步骤2、当含新能源网络的短路电流为电压的线性函数时，分析步骤1拓扑参数信息对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型；
[0029]在该步骤中，根据示例图2，假设节点A为含新能源网络的主干线路节点，节点1和2为由节点A所连的分支线路，当含新能源网络的短路电流与其节点电压为线性函数时，即满足：
[0030][0031]式中，I表示新能源电源流入电网的电流；U表示新能源电源所接入的端口电压；下标1，2表示节点位置；k1,k2,b1,b2均为常数，其值由新能源场站提供；
[0032]根据电路理论可得如下表达式：
[0033][0034]式中，I
i
’
表示节点i向母线A注入的电流，i＝1,2；
[0035]结合式(3)中的(d)～(f)可得：
[0036][0037]式中，在网络确定的情况下即k2、Z2、Z
L2
、b2均为已知，则k2'和b2'均为常数；
[0038]结合式(3)中的(a)～(c)，并将(4)代入可得：
[0039][0040]式中，U
A
为被等效线路首节点电压；
[0041]同理，式中k1'和b1'均为常数，且其与k2'和b2'存在递推关系；
[0042]以此类推，可以得到由首节点A和其他1～n个节点组成的含新能源的n+1节点网络的递推公式：
[0043][0044]式中，I
i
’
表示节点i向母线A注入电流；
[0045]如式(6)所示，k
i
'和b
i
'均可由第i个和第(i+1)个节点的信息得到，均为常数；递推次序为由第n个节点至第1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于含新能源网络的等效聚合方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、对含新能源网络的网络拓扑及参数信息进行预处理；步骤2、当含新能源网络的短路电流为电压的线性函数时，分析步骤1的拓扑参数信息对短路电流的影响，建立含新能源网络的等效聚合模型；步骤3、根据新能源的类型，并结合实际新能源短路电流的实用化表达式，获得相应的等效聚合模型。2.根据权利要求1所述适用于含新能源网络的等效聚合方法，其特征在于，在步骤1中，所述预处理操作包括节点编号和负荷处理；针对节点编号，被等效辐射型网络由首节点和其他n个节点组成，总共n+1个节点，对于这n个节点中距首节点线路距离最近的为节点1，然后依次为节点2，3
…
，线路末节点为第n个节点；所述负荷处理为恒阻抗形式；假设节点A为含新能源网络的主干线路节点即首节点，节点1与节点A的线路阻抗为Z1，节点1与节点2的线路阻抗为Z2，节点1与节点2分别接入新能源电源；当线路之外发生故障时，可将主干线路节点A、分支线路节点1和2等效为一个新能源节点，简化网络拓扑；对于节点1和节点2所接的新能源电源，将其等效为压控流源，其端口电压与电流的函数关系用f表示，不同类型的新能源电源的电压与电流的函数关系不同，节点1和节点2上所接负荷在短路电流计算中将其等效为恒阻抗模型，即：式中，U
N
为节点线电压额定值；S
L
表示负荷容量，Z
L
为负荷的等效阻抗，下标i代表第i个节点。3.根据权利要求1所述适用于含新能源网络的等效聚合方法，其特征在于，在步骤2中，假设节点A为含新能源网络的主干线路节点，节点1和2为由节点A所连的分支线路，当含新能源网络的短路电流与其节点电压为线性函数时，即满足：式中，I表示新能源电源流入电网的电流；U表示新能源电源所接入的端口电压；下标1，2表示节点位置；k1,k2,b1,b2均为常数，其值由新能源场站提供；根据电路理论可得如下表达式：
式中，I
i
’
表示节点i向母线A注入的电流，i＝1,2；结合式(3)中的(d)～(f)可得：式中，在网络确定的情况下即k2、Z2、Z
L2
、b2均为已知，则k2'和b2'均为常数；结合式(3)中的(a)～(c)，并将(4)代入可得：式中，U
A
为被等效线路首节点电压；同理，式中k1'和b1'均为常数，且其与k2'和b2'存在递推关系；以此类推，可得到由首节点A和其他1～n个节点组成的含新能源的n+1节点网络的递推公式：I
′
i
＝k
′
i
U
i
‑1+b
′
i
式中，I
i
’
表示节点i向母线A注入电流；如式(6)所示，k
i
'和b
′
i
均可由第i个和第(i+1)个节点的信息得到，均为常数；递推次序为由第n个节点至第1个节点，最终得到等效线路向首节点即节点A的注入短路电流；由于第(n+1)个节...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾科，李英，刘浅，侯来运，毕天姝，杨彬，杨国生，张浩，王聪博，邹晓峰，文静，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：