本发明专利技术提供了一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法及系统，方法：基于新能源准稳态模型，利用交替迭代法计算电力系统中节点的电压信息和电流信息；基于电压信息和电流信息，计算电力系统中各个发电机的电磁功率信息；通过仿真的功角信息得到一维线性流形；基于电磁功率信息和一维线性流形，计算电力系统整体的相对不平衡功率；基于新能源准稳态模型中需要优化的参数，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度，利用梯度下降法计算得到最有利于功角稳定性的最优参数。本发明专利技术通过优化新能源发电机的参数，能够显著改善电力系统的功角稳定性，减少因功角失稳而导致的电力系统故障，有助于增强整个电力系统的可靠性和有效性。
1、目前，新能源装机容量迅速增长，渗透率不断升高，使其成为电力系统的重要组成部分。暂态过程期间，各种新能源体现出不同的故障穿越及恢复特性，其有功、无功出力波动规律与常规电源存在显著区别。在经历过电网故障、电压暂降等大扰动场景后，电力系统的功角稳极易发生大范围变化，因此，电力系统的功角稳定性问题也会因新能源的不断加入受到较大的影响。
2、在电力系统中，新能源的参数、尤其是故障穿越控制参数往往对新能源的故障穿越特性起着决定性的作用，而新能源的故障穿越特性又对电力系统暂态过程中的功角稳定性有着重要影响。虽然目前现有技术中，针对提升电力系统暂态功角稳定性采用了一些参数优化方法，但是，目前电力系统的参数优化方法，在改善电力系统暂态功角稳定性的有效性方面仍然有待进一步提升，且不能适用于不同工况的电力系统。
1、本专利技术提供一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法及系统，目的在于解决目前电力系统的参数优化方法，在改善电力系统暂态功角稳定性的有效性方面有待进一步提升，且不能适用于不同工况的电力系统的问题。
>5、s2、基于电压信息和电流信息，计算得到电力系统中各个发电机的电磁功率信息；6、s3、通过仿真的功角信息得到一维线性流形；
7、s4、基于各个发电机的电磁功率信息和一维线性流形，计算得到电力系统整体的相对不平衡功率；
8、s5、基于新能源准稳态模型中需要优化的参数，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度，利用梯度下降法计算得到最有利于功角稳定性的最优参数。
9、在一些实施方式中，在s1中，新能源准稳态模型采用双馈风机模型构建得到；新能源准稳态模型中，新能源的正常运行模式包括最优速度控制、有功功率控制和无功功率控制。
10、进一步地，在s1中，在准稳态下，最优速度控制和有功功率控制用如下公式(1)的代数方程表示：
11、
12、其中，ωgen和ωref分别为发电机转子转速的测量值和参考值，pwtt和pref分别为正常模式下有功控制的测量值和参考值，qwtt和qref分别为正常模式下无功控制的测量值和参考值；
13、最终正常运行模式下的新能源电机输出的电流由如下公式(2)的代数方程表示：
14、
15、在故障状态下，新能源发电机输出的电流由如下公式(3)的代数方程表示：
16、
17、式中：kp_lv为有功功率计算系数，p0为初始有功功率，pset_lv为有功功率设定值，n为新能源厂站机组台数，sbase为系统基准容量，k1_iq_lv为无功电流计算系数1，vlin为进入低电压穿越阈值，k2_iq_lv为无功电流计算系数2，iq0为初始无功电流，iqset_lv为无功电流设定值，sm_base为新能源场站容量；
18、基于上，得到如下公式(4)的新能源发电机最终代数方程：
19、
20、其中，lf为标志位。
21、在一些实施方式中，在s1中，交替迭代法为如下公式(5)的方程：
22、
23、其中，y为电力系统节点导纳矩阵；[v]、ejθ分别为电力系统所有节点幅值、相角；id(v,p)-jiq(v,p)为电力电子设备向电网注入电流，ig(δ,x)为同步发电机向电网注入电流，δ为当前时刻功角。
24、在一些实施方式中，在s2中，电力系统中各个发电机的电磁功率的表达式为如下公式(6)：
25、pei＝re([v]ejθig(δi,x)) (6)；
26、其中，re(·)为取复数部分的实部。
27、在一些实施方式中，在s3中，电机功角信息一维不变流形的获取具体为：首先将系统的轨迹限制在一个不变流形上，即公式(7)：
28、δ＝h(τ)＝δe+τη (7)；
29、通过历史仿真数据获得函数h(τ)的近似表征，获得一个数据驱动的降阶模型；假设针对同一系统中、同一故障，已获得了历史数据注意到在不变流形假设下，矩阵的各列向量都位于向量η张成的一维子空间内；
30、选取η使得与矩阵δ各列方向保持一致；考虑如下公式优化问题：
31、
32、其等价于如下公式(9)；
33、
34、上述优化问题的最优解为对称矩阵的最大特征值λm所对应的特征向量ηm；h(τ)＝δe+τηm获得h(τ)的表达式之后，基于估计每个样本所对应的参数τ的值为
35、在一些实施方式中，在s4中，电力系统整体的相对不平衡功率的表达式为如下公式(12)：
36、
37、其中，δp(τ,p)为电力系统整体的相对不平衡功率，pm和pe为发电机的机械功率和电磁功率，τ为发电机的功角信息，p为新能源需要优化的参数。
38、在一些实施方式中，在s5中，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度采用如下公式(13)的表达式：
39、
40、其中，为电力系统的网络特性表达式，为电力系统内的元件特性。
41、进一步地，在s5中，电力系统的网络特性通过如下公式进一步表达：
42、
43、
44、本专利技术还提供一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化系统，新能源参数优化系统包括新能源准稳态模块、相对不平衡功率模块，参数优化模块；其中：
45、新能源准稳态模块用于计算电力系统中各个发电机的电磁功率信息；
46、相对不平衡功率模块用于：基于各个发电机的电磁功率信息和一维线性流形，计算电力系统整体的相对不平衡功率；
47、参数优化模块用于基于新能源准稳态模型中需要优化的参数，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度，利用梯度下降法计算最有利于功角稳定性的最优参数。
48、与现有技术相比，本专利技术一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法及系统，具有以下有益效果：
49、本专利技术提供一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，包括如下步骤：s1、基于新能源准稳态模型，利用交替迭代法计算得到电力系统中节点的电压信息和电流信息；s2、基于电压信息和电流信息，计算得到电力系统中各个发电机的电磁功率信息；s3、通过仿真的功角信息得到一维线性流形；s4、基于各个发电机的电磁功率信息和一维线性流形，计算得到电力系统整体的相对不平衡功率；s5、基于新能源准稳态模型中需要优化的参数，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度，利用梯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S1中，新能源准稳态模型采用双馈风机模型构建得到；新能源准稳态模型中，新能源的正常运行模式包括最优速度控制、有功功率控制和无功功率控制。
3.根据权利要求2所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S1中，在准稳态下，最优速度控制和有功功率控制用如下公式(1)的代数方程表示：
4.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S1中，交替迭代法为如下公式(5)的方程：
5.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S2中，电力系统中各个发电机的电磁功率的表达式为如下公式(6)：
6.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S3中，电机功角信息一维不变流形的获取具体为：首先将系统的轨迹限制在一个不变流形上，即公式(7)：
7.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S4中，电力系统整体的相对不平衡功率的表达式为如下公式(12)：
8.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S5中，计算相对不平衡功率对需要优化的参数的梯度采用如下公式(13)的表达式：
9.根据权利要求8所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述S5中，电力系统的网络特性通过如下公式进一步表达：
10.一种权利要求1-9任一项所述提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法基于的系统，其特征在于，所述新能源参数优化系统包括新能源准稳态模块、相对不平衡功率模块，参数优化模块；其中：
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【技术特征摘要】
1.一种提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述s1中，新能源准稳态模型采用双馈风机模型构建得到；新能源准稳态模型中，新能源的正常运行模式包括最优速度控制、有功功率控制和无功功率控制。
3.根据权利要求2所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述s1中，在准稳态下，最优速度控制和有功功率控制用如下公式(1)的代数方程表示：
4.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述s1中，交替迭代法为如下公式(5)的方程：
5.根据权利要求1所述的提升系统功角稳定性的新能源参数优化方法，其特征在于，在所述s2中，电力系统中各个发电机的电磁功率的表达式为如下公式(6)：
6.根据权利要求1所述的提升系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑶，李小腾，彭书涛，张艳丽，吴佳泽，李怡然，段超，王潇平，邓俊，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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