用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法及系统，包括：构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型；根据所述SVG暂态值模型，获取SVG电压无功暂态轨迹，通过分析所述SVG电压无功暂态轨迹，获取所述SVG电压无功暂态轨迹的特征；根据光伏接入节点在故障后对电网电压的控制目标和所述SVG电压无功暂态轨迹的特征，确定用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制策略。解决因电网电压提升而威胁集中式光伏脱网的安全问题。提升而威胁集中式光伏脱网的安全问题。提升而威胁集中式光伏脱网的安全问题。

【技术实现步骤摘要】
用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统控制领域，具体涉及一种用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法及系统。

技术介绍

[0002]光伏作为最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电技术在全球范围内得到了迅猛发展,我国高度重视开发利用太阳能资源，把太阳能资源的开发利用作为改善能源结构、推动环境保护、保持经济和社会可持续发展的重大举措，并将光伏发电作为太阳能资源开发和利用的主要方式之一。
[0003]光伏接入电网主要有2种方式：分散式接入和集中式接入。分散式接入主要用于光伏开发规模小、以就地消纳为主的情况，接入电压等级低，对系统运行影响较小。集中式接入主要用于光伏开发规模大、以异地消纳为主的情况，接入电压等级高，输送远距离，对电网运行影响较大。
[0004]欧洲的发达国家光伏大多采用分散接入，这些国家电网结构趋于稳定，负荷需求增长缓慢，其大力发展光伏等可再生能源的主要目的，是应对气候变暖和减少碳排放。在我国“建设大基地、融入大电网”的光伏发展战略指导下，我国光伏已由发展初期的小规模、分散接入转变为大规模、集中接入。光伏电站呈现出规模化发展的趋势，单一光伏电站装机容量由几万千瓦增长到几十万千瓦，甚至上百万千瓦，且各集中式光伏光伏电站多以单回线路集中接入电网侧某个并网点。
[0005]我国西北地区太阳资源丰富，大容量集中并网是光伏开发利用的基本形式，由于西北电网内部新能源消纳能力有限，因此光伏与常规火电或水电打捆通过特高压直流外送至“三华”电网，是光伏消纳的重要保障手段。
[0006]由于光伏汇集站通常位于电网的末端，短路电流水平较小，因此电网的无功电压灵敏度高，过剩的容性无功功率易导致电网电压提升。高压直流输电正常运行，换流站需配置大容量的容性补偿装置，如SVC或SVG装置，在直流单、双极闭锁故障冲击下，由于滤波器延时退出，因此大量的容性无功功率将注入到交流电网，会使近区电压冲击提升，进而威胁近电气距离并网的光伏机组安全运行。此外，直流逆变侧短路故障等冲击下，逆变侧若发生换相失败，则直流送电有功功率也将会短时阻断，该过程中，直流整流侧也将出现大量无功盈余，也会因电网电压提升而威胁近区光伏机组的并网安全。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法，包括：
[0008]构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型；
[0009]根据所述SVG暂态值模型，获取SVG电压无功暂态轨迹，通过分析所述SVG电压无功暂态轨迹，获取所述SVG电压无功暂态轨迹的特征；
[0010]根据光伏接入节点在故障后对电网电压的控制目标和所述SVG电压无功暂态轨迹的特征，确定用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制策略。
[0011]进一步的，构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型，包括：
[0012]根据被控电压与控制目标之间的偏差，动态调节母线电压，构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型。
[0013]进一步的，根据所述SVG暂态值模型，获取SVG电压无功暂态轨迹，包括：
[0014]根据所述SVG暂态值模型，得出SVG输入量只有被控母线电压V
s
；
[0015]对SVG暂态特性进行测试，设定V
s
按下式所示的规律做半周期跌落和回升：
[0016]U
s
(t)＝U
s0
‑
ΔU
s
sin(ω
s
t)
[0017]式中，V
s0
为电压初值；
△
V
s
为电压变化幅度；ω
s
为电压变化角频率；
[0018]通过调节调节
△
V
s
、ω
s
，模拟不同变化幅度和速率的扰动，基中对应在0.1s实施V
s0
＝1.0p.V.、
△
V
s
＝1.0p.u.、ω
s
＝6.284rad/s的电压扰动，获得的SVG电压无功暂态各电气量界态响应轨迹的分阶段解析如下：
[0019]V'
err
<
△
V
max
的初始跌落oa段，V
err
和V'
err
随V
s
跌落小幅增大，V'
err
未达到限值且强补环节未投入，调节器和强补环节输出B
t
和B
c
同为V'
err
K
s
，经触发延时环节后，B
s
小幅提升，对应SVG输出无功Q
s
少量增加；
[0020]V'
err
＝
△
V
max
且V
err
<dV的ab段，V'
err
达到限幅
△
V
max
，强补功能未投入，调节器和强补环节输出B
t
和B
c
同为
△
V
max
K
s
且维持恒定，B
s
及Q
s
持续小幅增长；
[0021]V
err
>dV后的强补作用bo'段，b时刻后V
err
>dV，强补功能投入，输出阶跃提升至电纳最大值B
max
；B
s
跟随指令B
max
逐渐增大，在V
s
最小值的o'时刻，B
s
提升至0.95p.V.；
[0022]V
err
减小，但仍大于dV的强补作用o'c段，V
s
开始回升，V
err
减小，强补因V
err
>dV而持续作用，B
s
增大至B
max
；电压恢复提升，SVG输出Q
s
快速增大；
[0023]补退出作用的cd段，cd段，V
err
<dV强补退出，V'
err
为限幅值
△
V
max
，调节器和强补环节输出B
t
和B
c
阶跃将至
△
V
max
K
s
且维持恒定；d时刻之后V'
err
<
△
V
max
，B
t
和B
c
随电压恢复上升逐渐减小，由于SVG响应延时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制方法，其特征在于，包括：构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型；根据所述SVG暂态值模型，获取SVG电压无功暂态轨迹，通过分析所述SVG电压无功暂态轨迹，获取所述SVG电压无功暂态轨迹的特征；根据光伏接入节点在故障后对电网电压的控制目标和所述SVG电压无功暂态轨迹的特征，确定用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG控制策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型，包括：根据被控电压与控制目标之间的偏差，动态调节母线电压，构建用于减小集中式光伏脱网威胁的SVG暂态仿真模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述SVG暂态值模型，获取SVG电压无功暂态轨迹，包括：根据所述SVG暂态值模型，得出SVG输入量只有被控母线电压V
s
；对SVG暂态特性进行测试，设定V
s
按下式所示的规律做半周期跌落和回升：U
s
(t)＝U
s0
‑
ΔU
s
sin(ω
s
t)式中，V
s0
为电压初值；
△
V
s
为电压变化幅度；ω
s
为电压变化角频率；通过调节调节
△
V
s
、ω
s
，模拟不同变化幅度和速率的扰动，基中对应在0.1s实施V
s0
＝1.0p.V.、
△
V
s
＝1.0p.u.、ω
s
＝6.284rad/s的电压扰动，获得的SVG电压无功暂态各电气量界态响应轨迹的分阶段解析如下：V'
err
＜
△
V
max
的初始跌落oa段，V
err
和V'
err
随V
s
跌落小幅增大，V'
err
未达到限值且强补环节未投入，调节器和强补环节输出B
t
和B
c
同为V'
err
K
s
，经触发延时环节后，B
s
小幅提升，对应SVG输出无功Q
s
少量增加；V'
err
＝
△
V
max
且V
err
＜dV的ab段，V'
err
达到限幅
△
V
max
，强补功能未投入，调节器和强补环节输出B
t
和B
c
同为
△
V
max
K
s
且维持恒定，B
s
及Q
s
持续小幅增长；V
err
＞dV后的强补作用bo'段，b时刻后V
err
＞dV，强补功能投入，输出阶跃提升至电纳最大值B...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春萌，宋云亭，王茂春，王子琪，卢国强，朱劭璇，赵东宁，李立新，张启雁，张鑫，梁英，丁亚飞，杨凯璇，曹昊，周鹏，李媛媛，刘东，程林，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司清华大学无锡应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：