一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请涉及一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法、装置及设备，该光伏送出系统的静态稳定极限求解方法通过构建光伏送出系统的第一仿真模型进行仿真，获取不同送电功率下每个汇集站的无功补偿容量，之后在构建光伏送出系统的第二仿真模型中设置不同送电功率下每个汇集站的无功补偿容量进行仿真，使得在仿真过程中光伏送出系统的电压始终保持在合理区间，直至光伏送出系统的电压失稳，此时求解的光伏送出系统的静态稳定功率极限才能确保求解的结果准确，解决了现有对光伏发电系统的静态稳定极限求解方式得到的结果不准确的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法、装置及设备


[0001]本申请涉及新能源电力系统
，尤其涉及一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]光伏送电系统是由大规模的光伏发电场经交流线路远距离送电，随着送电功率水平上升，送电系统的电压不断降低，当送电功率超过功率极限值时，送电系统将发生电压失稳，从而导致送电系统电压崩溃，送电系统无法保持稳定运行。由此，准确求解光伏送电系统的静态稳定极限功率，对光伏送电系统的工程设计和其运行，等具有重要指导意义。
[0003]目前针对以同步机为主的传统电网，对电网采用机电暂态仿真是求解电网的静态稳定极限功率的有效方法，而对于包含大量电力电子设备的光伏送电系统而言，机电暂态仿真无法准确反映其特性，难以获得准确的结果。
[0004]相较而言，电磁暂态仿真具有更高的计算精度，但电磁暂态仿真无法直接获得稳态潮流结果，需要科学处理潮流初始化问题。求解光伏送电系统静态功率的极限的思路是不断增大输送功率，直至发生电压失稳，发生失稳时刻的功率即为静态稳定极限功率。采用电磁暂态仿真，对电力系统的潮流进行初始化通常采用如下两种方式：
[0005]一种方式是：初始时刻，发电机作为理想电压源运行。根据机电暂态仿真结果，为发电机(理想电压源状态)赋予初始相位角，给定初始潮流，当运行至稳态后，释放发电机的励磁、调速等控制，电力系统即完成初始化，进入稳定运行。该方式对电力系统的潮流进行初始化仅适用于同步发电机的初始化，而光伏发电场与同步发电机特性迥异，且该无法模拟光伏发电场的功率上升过程，无法完整地模拟光伏发电系统的失稳过程。
[0006]另一方方式是：可采用光伏发电场站逐个直接并入电网的方法。对于光伏发电场的仿真，当功率水平不高时，光伏发电系统稳定裕度较高，抗扰动能力较强，当发生有功功率或电压的波动时，光伏发电系统可保持稳定，因此对光伏发电系统的启动过程要求不高。而当用于求解光伏发电系统的静态稳定极限时，由于接近功率极限时，光伏发电系统抗扰动能力变差，必须保证光伏发电系统启动过程平滑，减小扰动，才能准确的求解静态稳定极限。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供了一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法、装置及设备，用于解决现有对光伏发电系统的静态稳定极限求解方式得到的结果不准确的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
[0009]一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法，该光伏送出系统包括若干个通过交流线路连接的汇集站，每个所述汇集站包括具有动态无功补偿设备的光伏场站，该静态稳定极限求解方法包括以下步骤：
[0010]基于电力系统的机电暂态模型对所述光伏送出系统构建第一仿真模型和第二仿
真模型，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取所述光伏送出系统的最大送电功率，以及获取在所述最大送电功率下采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取每个汇集站的无功补偿容量，得到第一无功补偿容量集合；
[0011]基于第一送电功率、第二送电功率、第三送电功率和第四送电功率，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取对应送电功率下每个汇集站的无功补偿容量，得到第二无功补偿容量集合、第三无功补偿容量集合、第四无功补偿容量集合和第五无功补偿容量集合；
[0012]根据所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合，在所述第二仿真模型中逐步升高送电功率对所述光伏送出系统进行仿真，直至光伏送出系统的电压失稳，并获取此时光伏送出系统的电压失稳前的送出功率作为光伏送出系统的静态稳定功率极限。
[0013]优选地，根据所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合，在所述第二仿真模型中逐步升高送电功率对所述光伏送出系统进行仿真包括：
[0014]在所述第二仿真模型上设置参数数据，所述参数数据包括第一送电功率、第二送电功率、第三送电功率、第四送电功率、所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合；
[0015]启动所述第二仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真，在仿真过程中，解锁每个所述汇集站的光伏场站，将所述光伏送出系统的送电功率依次升高至第二送电功率、第三送电功率、第四送电功率并将每个所述汇集站的无功补偿容量对应切换；
[0016]在所述第二仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真过程中，若所述光伏送出系统的送电功率升高至大于第四送电功率，则控制所述光伏送出系统的每个汇集站并入具有连续输出无功功率的动态无功补偿设备且以交流线路的母线电压控制动态无功补偿设备运行，直至光伏送出系统的电压失稳。
[0017]优选地，基于电力系统的机电暂态模型对所述光伏送出系统构建第二仿真模型包括：获取所述光伏送出系统的电网拓扑和运行参数，基于所述第一仿真模型结合所述电网拓扑和所述运行参数构建第二仿真模型；所述运行参数包括所述光伏送出系统中各元器件的电压、阻抗、容量和控制类型。
[0018]优选地，所述第一送电功为0，所述第二送电功率为0.3倍的最大送电功率，所述第三送电功率为0.5倍的最大送电功率，所述第四送电功率为0.7倍的最大送电功率。
[0019]本申请还提供一种光伏送出系统的静态稳定极限求解装置，该光伏送出系统包括若干个通过交流线路连接的汇集站，每个所述汇集站包括具有动态无功补偿设备的光伏场站，该静态稳定极限求解装置包括：第一数据获取模块、第二数据获取模块和求解模块；
[0020]所述第一数据获取模块，用于基于电力系统的机电暂态模型对所述光伏送出系统构建第一仿真模型和第二仿真模型，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取所述光伏送出系统的最大送电功率，以及获取在所述最大送电功率下采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取每个汇集站的无功补偿容量，得到第一无功补偿容量集合；
[0021]所述第二数据获取模块，用于基于第一送电功率、第二送电功率、第三送电功率和
第四送电功率，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取对应送电功率下每个汇集站的无功补偿容量，得到第二无功补偿容量集合、第三无功补偿容量集合、第四无功补偿容量集合和第五无功补偿容量集合；
[0022]所述求解模块，用于根据所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合，在所述第二仿真模型中逐步升高送电功率对所述光伏送出系统进行仿真，直至光伏送出系统的电压失稳，并获取此时光伏送出系统的电压失稳前的送出功率作为光伏送出系统的静态稳定功率极限。
[0023]优选地，所述求解模块包括模型构建子模块、仿真子模块和仿真求解子模块；
[0024]所述模型构建子模块，用于在所述第二仿真模型上设置参数数据，所述参数数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏送出系统的静态稳定极限求解方法，该光伏送出系统包括若干个通过交流线路连接的汇集站，每个所述汇集站包括具有动态无功补偿设备的光伏场站，其特征在于，该静态稳定极限求解方法包括以下步骤：基于电力系统的机电暂态模型对所述光伏送出系统构建第一仿真模型和第二仿真模型，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取所述光伏送出系统的最大送电功率，以及获取在所述最大送电功率下采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取每个汇集站的无功补偿容量，得到第一无功补偿容量集合；基于第一送电功率、第二送电功率、第三送电功率和第四送电功率，采用所述第一仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真获取对应送电功率下每个汇集站的无功补偿容量，得到第二无功补偿容量集合、第三无功补偿容量集合、第四无功补偿容量集合和第五无功补偿容量集合；根据所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合，在所述第二仿真模型中逐步升高送电功率对所述光伏送出系统进行仿真，直至光伏送出系统的电压失稳，并获取此时光伏送出系统的电压失稳前的送出功率作为光伏送出系统的静态稳定功率极限。2.根据权利要求1所述的光伏送出系统的静态稳定极限求解方法，其特征在于，根据所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合，在所述第二仿真模型中逐步升高送电功率对所述光伏送出系统进行仿真包括：在所述第二仿真模型上设置参数数据，所述参数数据包括第一送电功率、第二送电功率、第三送电功率、第四送电功率、所述第二无功补偿容量集合、所述第三无功补偿容量集合、所述第四无功补偿容量集合和所述第五无功补偿容量集合；启动所述第二仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真，在仿真过程中，解锁每个所述汇集站的光伏场站，将所述光伏送出系统的送电功率依次升高至第二送电功率、第三送电功率、第四送电功率并将每个所述汇集站的无功补偿容量对应切换；在所述第二仿真模型对所述光伏送出系统进行仿真过程中，若所述光伏送出系统的送电功率升高至大于第四送电功率，则控制所述光伏送出系统的每个汇集站并入具有连续输出无功功率的动态无功补偿设备且以交流线路的母线电压控制动态无功补偿设备运行，直至光伏送出系统的电压失稳。3.根据权利要求1所述的光伏送出系统的静态稳定极限求解方法，其特征在于，基于电力系统的机电暂态模型对所述光伏送出系统构建第二仿真模型包括：获取所述光伏送出系统的电网拓扑和运行参数，基于所述第一仿真模型结合所述电网拓扑和所述运行参数构建第二仿真模型；所述运行参数包括所述光伏送出系统中各元器件的电压、阻抗、容量和控制类型。4.根据权利要求1所述的光伏送出系统的静态稳定极限求解方法，其特征在于，所述第一送电功为0，所述第二送电功率为0.3倍的最大送电功率，所述第三送电功率为0.5倍的最大送电功率，所述第四送电功率为0.7倍的最大送电功率。5.一种光伏送出系统的静态稳定极限求解装置，其特征在于，该光伏送出系统包括若干个通过交流线路连接的汇集站，每个所述汇集站包括具有动态无功补偿设备的光伏场
站，其特征在于，该静态稳定极限求解装置包括：第一数据获取模块、第二数据获取模块和求解模块；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，李诗旸，袁豪，孙鹏伟，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：