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基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法技术

技术编号:42877312 阅读:7 留言:0更新日期:2024-09-30 15:02
本申请提供一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法,涉及电力系统规划技术领域。配置方法包括:对电网强度进行评估;判断电网等效惯性时间常数、新能源并网点多场站短路比和新能源机端多场站短路比是否分别小于预设的电网最低惯性时间常数需求值、新能源并网点多场站短路比最低需求值和新能源机端多场站短路比最低需求值;对新能源并网点多场站短路比和/或新能源机端多场站短路比的最低处进行构网补偿,并确定所需配置的电力电子构网变流器的第一容量;在电力电子构网变流器的容量满足安全稳定标准的情况下,确定所需配置的电力电子构网变流器的第二容量,并根据第一容量和第二容量确定最终所需配置的电力电子构网变流器的容量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电力系统规划,具体而言,涉及一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法


技术介绍

1、传统的火电、水电等同步机组不仅起到电源的作用,其固有的物理特性还承担着保障电网稳定运行的角色,即所谓构网。构网能力大小表现为电网强度,交流电网中,可以用两个指标衡量:系统惯量和短路容量。前者对应与系统频率稳定能力,后者可表征电压稳定能力。风电、光伏等新能源当前的控制模式依赖电网提供基准参考,仅能提供电源的作用,无法承担同步机组类似的构网角色。

2、因此,依托电力电子设备控制的灵活性与快速性,行业内近几年提出的电力电子构网变流器得到广泛关注和应用。电力电子构网变流器控制输出电压幅值和相位,能够在发生故障和扰动时提供一个短时间尺度内恒定的电压,整体呈现电压源特征,能够增加电网惯量和短路容量,提供类似同步机组的构网作用。电力电子构网变流器的合理应用、配置可以有效解决新型电力系统中电网强度不足的问题,在保持现有电网基本运行原则和规定不变的情况下,保障大规模新能源接入后的安全稳定运行。

3、但是现阶段,关于电力电子构网变流器的研究重点集中在控制策略及其改进方面,对电网强度的贡献鲜有研究,尚无明确的容量配置方法。因此,提出电力电子构网变流器增强电网强度的计算方法、指标,并以此为约束条件,合理、经济配置构网变流器,具有积极且现实的指导意义。


技术实现思路

1、为了解决上述问题中的至少一个,本申请提出一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法。

2、根据本申请的第一方面,本申请的至少一个实施例提供了一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法,包括:a、对电网强度进行评估,包括:计算电网等效惯性时间常数、新能源并网点多场站短路比和新能源机端多场站短路比;b、判断所述电网等效惯性时间常数、新能源并网点多场站短路比和新能源机端多场站短路比是否分别小于预设的电网最低惯性时间常数需求值、新能源并网点多场站短路比最低需求值和新能源机端多场站短路比最低需求值;c、在所述电网等效惯性时间常数、新能源并网点多场站短路比和新能源机端多场站短路比中任意一个小于所述电网最低惯性时间常数需求值、新能源并网点多场站短路比最低需求值和新能源机端多场站短路比最低需求值的情况下,对所述新能源并网点多场站短路比和/或新能源机端多场站短路比的最低处进行构网补偿,并确定所需配置的电力电子构网变流器的第一容量;d、判断所述电力电子构网变流器的容量是否满足预设的安全稳定标准;e、在所述电力电子构网变流器的容量不满足所述安全稳定标准的情况下,配置第一典型容量的电力电子构网变流器,并返回步骤d;f、在所述电力电子构网变流器的容量满足所述安全稳定标准的情况下,确定所需配置的所述电力电子构网变流器的第二容量,并根据所述第一容量和所述第二容量确定最终所需配置的电力电子构网变流器的容量。

3、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤a中,按照下式计算所述电网等效惯性时间常数:

4、

5、其中, hsys为电网等效惯性时间常数,、、分别表示同步发电机或同步调相机i的惯性时间常数、容量、投运状态,、、分别表示直流侧含稳定能量支撑能力的电力电子构网设备j的惯性时间常数、容量、投运状态,、、分别表示异步电动机k的惯性时间常数、容量、投运状态,为系统负荷水平。

6、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤a中,按照下式计算所述新能源并网点多场站短路比和所述新能源机端多场站短路比:

7、

8、其中,为第i个新能源并网点/机端多场站短路比,为第i个并网母线节点标称电压,为并网点/机端发电功率在第i个节点上产生的电压,为第i个新能源并网点/机端提供的短路电流;、为考虑其他新能源并网点/机端影响后交流电网等值阻抗矩阵中节点i的自阻抗、节点i/j之间的互阻抗。

9、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤b中,按照下式计算所述电网最低惯性时间常数需求值:

10、

11、其中, hmin为电网最低惯性时间常数需求值,为典型故障下电网最大有功不平衡量,为电网可承受的最大频率变化率。

12、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤c中,包括:判断所述新能源并网点多场站短路比是否小于所述新能源并网点多场站短路比最低需求值;在所述新能源并网点多场站短路比小于所述新能源并网点多场站短路比最低需求值的情况下,将所述新能源并网点多场站短路比中小于所述新能源并网点多场站短路比最低需求值的短路比进行排序,生成新能源并网点多场站短路比第一序列;在所述新能源并网点多场站短路比第一序列中,在新能源并网点多场站短路比的最低点配置第一典型容量的电力电子构网变流器,并返回步骤a。

13、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤c中,包括:在所述新能源并网点多场站短路比大于等于所述新能源并网点多场站短路比最低需求值的情况下,判断所述新能源机端多场站短路比是否小于所述新能源机端多场站短路比最低需求值;在所述新能源机端多场站短路比小于所述新能源机端多场站短路比最低需求值的情况下,将所述新能源机端多场站短路比中小于所述新能源机端多场站短路比最低需求值的短路比进行排序,生成新能源机端多场站短路比序列;在所述新能源机端多场站短路比序列中,在新能源机端多场站短路比的最低点所属的并网点配置所述第一典型容量的电力电子构网变流器,并返回步骤a。

14、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤c中,包括:在所述新能源机端多场站短路比大于等于所述新能源机端多场站短路比最低需求值的情况下,判断所述电网等效惯性时间常数是否小于所述电网最低惯性时间常数需求值;在所述电网等效惯性时间常数小于所述电网最低惯性时间常数需求值的情况下,对所述新能源并网点多场站短路比进行排序,生成新能源并网点多场站短路比第二序列;在所述新能源并网点多场站短路比第二序列中,在新能源并网点多场站短路比的最低点配置第一典型容量的电力电子构网变流器,并返回步骤a。

15、例如,在本申请的一些实施例中,在步骤c中,包括:在所述电网等效惯性时间常数大于等于所述电网最低惯性时间常数需求值的情况下,确定所需配置的电力电子构网变流器的第一容量。

16、例如,在本申请的一些实施例中,所述第一典型容量为50mva。

17、例如,在本申请的一些实施例中,所述在所述电力电子构网变流器的容量满足所述安全稳定标准的情况下,根据所述第一容量和所述第二容量确定所需配置的电力电子构网变流器的容量,包括:将所述第一容量和所述第二容量求和,确定所需配置的电力电子构网变流器的容量。

18、根据本申请的第二方面,本申请的至少一个实施例提供了一种设备,包括:一个或多个处理器;存储器,用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器执行如第一方面中任一项所述的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤A中,按照下式计算所述电网等效惯性时间常数:

3.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤A中,按照下式计算所述新能源并网点多场站短路比和所述新能源机端多场站短路比:

4.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤B中,按照下式计算所述电网最低惯性时间常数需求值:

5.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤C中,包括:

6.如权利要求5所述的配置方法,其特征在于,在步骤C中,包括:

7.如权利要求6所述的配置方法,其特征在于,在步骤C中,包括:

8.如权利要求7所述的配置方法,其特征在于,在步骤C中,包括:

9.如权利要求1或5-8中任一项所述的配置方法,其特征在于,所述第一典型容量为50MVA。

10.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,所述在所述电力电子构网变流器的容量满足所述安全稳定标准的情况下,根据所述第一容量和所述第二容量确定所需配置的电力电子构网变流器的容量,包括:

11.一种设备,其特征在于,包括:

12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于电网强度约束的电力电子构网变流器容量配置方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤a中,按照下式计算所述电网等效惯性时间常数:

3.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤a中,按照下式计算所述新能源并网点多场站短路比和所述新能源机端多场站短路比:

4.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤b中,按照下式计算所述电网最低惯性时间常数需求值:

5.如权利要求1所述的配置方法,其特征在于,在步骤c中,包括:

6.如权利要求5所述的配置方法,其特征在于,在步骤c中,包括:

7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:文继锋严伟韩连山沈国荣田杰卢宇王坤
申请(专利权)人:南京南瑞继保电气有限公司
类型:发明
国别省市:

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