一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法及系统，包括：分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；根据所述新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值的比值确定过电压限值比；确定临界过电压限值比；分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果。本发明专利技术以过电压限值比为指标，实现计及过电压限值的主导过电压约束辨识，本发明专利技术能够对高比例新能源电力系统的安全稳定性分析与控制提供有力支撑。有力支撑。有力支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法及系统


[0001]本专利技术涉及高比例新能源电力系统安全稳定性分析
，并且更具体地，涉及一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源发电等电力电子设备在电力系统装机容量中的占比不断提高，电力系统的安全稳定特性正发生着显著变化，以过电压为代表的新型电力系统安全性问题日渐凸显，大大制约了电力系统中新能源发电设备的接入规模。
[0003]在高比例新能源电力系统中，引发过电压的诱因众多、作用机理丰富，电网中不同设备、母线出现过电压的可能性及其引发的风险存在明显差异。因此，分析不同设备、母线过电压风险及其关联关系，定位主导过电压约束进而采取相应的抑制和保护措施，对指导新能源发电设备的控制器设计、高比例新能源电力系统的安全稳定性分析与控制具有极大的实际意义。
[0004]然而，现有研究主要集中于对电力系统过电压程度的计算和评估方面，鲜见聚焦于电网不同设备、母线间过电压关联性的分析与研究，尤其关于计及过电压限值的主导过电压辨识方法等研究尚未见诸报道。总体来说，目前仍缺少一种计及锁相环动态的高比例新能源电力系统主导过电压辨识方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法及系统，以解决如何对高比例新能源电力系统主导过电压进行辨识的问题。
[0006]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法，其特征在于，所述方法包括：
[0007]分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；
[0008]根据所述新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值的比值确定过电压限值比；
[0009]确定临界过电压限值比；
[0010]分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；
[0011]根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果。
[0012]优选地，其中所述分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：
[0013][0014][0015]其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll
(t)为t时刻锁相环的角频率；δ
pll
(t)为t时刻锁相环的锁相角；L
Σ
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0016]优选地，其中所述确定临界过电压限值比，包括：
[0017][0018]其中，N
m
为临界过电压限值比；L
r
为新能源机端与交流母线间的等效电抗；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗；U
sN
为预设的交流母线过电压极限值。
[0019]优选地，其中所述分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：
[0020][0021][0022]其中，U
r_max
为新能源机端电压最大值；U
s_max
为交流母线电压最大值；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0023]优选地，其中所述根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果，包括：
[0024]若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比小于等于1，则确定首先发生电压越限的为新能源机端；
[0025]若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比大于1且小于临界过电压限值比，则确定首先发生电压越限的为新能源机端；
[0026]若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比等于临界过电压限值比，则确定新能源机端和交流母线同时发生电压越限；
[0027]若交流母线电压幅值小于等于交流母线电压最大值，且过电压限值比大于临界过电压限制比，则确定首先发生电压越限的为交流母线。
[0028]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识系统，所述系统包括：
[0029]电压幅值计算单元，用于分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；
[0030]过电压限值比确定单元，用于根据所述新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值的比值确定过电压限值比；
[0031]临界过电压限制比确定单元，用于确定临界过电压限值比；
[0032]电压最大值计算单元，用于分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；
[0033]辨识单元，用于根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果。
[0034]优选地，其中所述电压幅值计算单元，分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：
[0035][0036][0037]其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll
(t)为t时刻锁相环的角频率；δ
pll
(t)为t时刻锁相环的锁相角；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
[0038]优选地，其中所述临界过电压限制比确定单元，确定临界过电压限值比，包括：
[0039][0040]其中，N
m
为临界过电压限值比；L
r
为新能源机端与交流母线间的等效电抗；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识方法，其特征在于，所述方法包括：分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；根据所述新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值的比值确定过电压限值比；确定临界过电压限值比；分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值；根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值，包括：其中，U
r
(t)为t时刻的新能源机端电压幅值；为t时刻新能源机端电压的q轴分量；为t时刻新能源机端电压的d轴分量；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
pll(t)
为t时刻锁相环的角频率；δ
pll(t)
为t时刻锁相环的锁相角；L
∑
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；U
s
(t)为t时刻的交流母线电压幅值；为t时刻交流母线电压的q轴分量；为t时刻交流母线电压的d轴分量；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定临界过电压限值比，包括：其中，N
m
为临界过电压限值比；L
r
为新能源机端与交流母线间的等效电抗；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗；U
sN
为预设的交流母线过电压极限值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定新能源机端和交流母线能够承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：承受的新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值，包括：其中，U
r_max
为新能源机端电压最大值；U
s_max
为交流母线电压最大值；U
g
为交流电网等效电源电动势；ω
g
为交流电网的角频率；L
Σ
为新能源机端到无穷大电源的等效电抗；L
g
为交流母线到无穷大电源的等效电抗。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述过电压限值比、临界过电压限值比、新能源机端电压最大值和交流母线电压最大值进行主导电压安全约束辨识，确定辨识结果，包括：若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比小于等于1，则确定首先发生电压越限的为新能源机端；若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比大于1且小于临界过电压限值比，则确定首先发生电压越限的为新能源机端；若新能源机端电压幅值小于等于新能源机端电压最大值，且过电压限值比等于临界过电压限值比，则确定新能源机端和交流母线同时发生电压越限；若交流母线电压幅值小于等于交流母线电压最大值，且过电压限值比大于临界过电压限制比，则确定首先发生电压越限的为交流母线。6.一种高比例新能源电力系统主导过电压的辨识系统，其特征在于，所述系统包括：电压幅值计算单元，用于分别确定新能源机端和交流母线在故障清除后任一时刻的新能源机端电压幅值和交流母线电压幅值；过电压限值比确定单元，用于根据所述新能源机端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐式蕴，孙华东，王一鸣，毕经天，王姝彦，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：