【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统规划领域，更具体地说，本专利技术涉及面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法。
技术介绍
1、近年来，高比例新能源带来的停电事故时有发生。事故分析表明，电网有功和无功支撑能力弱化，频率强度和电压强度降低，旋转备用和惯量水平下降，低短路比和低阻尼特性明显，有功-无功-频率-电压交织耦合，使得频率和电压稳定机理发生了根本变化。频率方面，大规模新能源基地的接入降低了机械转动惯性大、抗扰能力强的常规同步发电机组比例，电网旋转备用容量降低，惯量和阻尼下降，频率强度弱化。故障条件下新型电网有功-频率支撑能力不足，频率响应波动幅度大，频率动态安全稳定性恶化。电压方面，大规模新能源基地的接入降低了同步发电机的无功支撑容量，电网电气距离缩短，短路比和阻抗比降低，电压波动传播深度扩大，电压强度弱化。故障条件下新型电网无功-电压支撑能力不足，电压恢复能力欠缺，电压动态安全稳定性恶化。
2、现有技术存在的不足：
3、从应用实践看，这种新型的分布式调相机在现代电网中不再仅是一个提供无功功率、电压补偿的设备，尤其是高惯量储能型调相机的出现，其在改善系统频率特性、提高系统频率支撑能力方面对某些低惯量系统更具吸引力；但这种小容量、分布式接入新能源场站的新型调相机，其主动支撑电网频率和电压相比以大容量同步机为主对传统电网支撑有本质区别；在优化配置层面，如何在“多点接入、多暂态支撑”背景下通过调相机的优化配置实现低成本、高性能的稳定支撑，成为“新能源基地+高惯量调相机”这一新兴模式推广的关键。
4、针
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，通过高惯量储能型调相机的配置，以提高全系统的综合支撑能力以及网源友好性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，包括以下步骤：获取规划区域电力系统的网络拓扑信息，基于网络拓扑信息计算系统临界惯量和系统节点惯量，找出低于临界惯量的节点，并配置调相机；计算低于临界惯量节点的惯量对于各预配置节点处调相机惯量的灵敏度，结合临界惯量和节点惯量，计算各预配置点处综合灵敏度，根据综合灵敏度确定灵敏度占优的配置位置；输入目标函数和约束条件，采用粒子群优化算法获取配置方案；更新网络拓扑信息，依据系统节点导纳矩阵计算各并网节点的短路比，在小于预设临界短路比的节点处配置调相机，并进行二次比较分析，得到分布式高惯量调相机的选址方案。
3、在一个优选的实施方式中，所述系统临界惯量的获取方法如下：获取规划区域电力系统的网络拓扑信息，根据网络拓扑信息得到能够确保系统稳定运行的最大频率变化率和频率最大偏差限定值，将最大频率变化率和频率最大偏差限定值中较大的作为系统临界惯量。
4、在一个优选的实施方式中，所述根据综合灵敏度确定灵敏度占优的配置位置的具体步骤如下：将各个低于临界惯量的节点惯量和系统临界惯量，结合节点与预配置节点之间的灵敏度，经过求和得到各预配置点处综合灵敏度；
5、当临界惯量和节点惯量的差与临界变量之比最大时，即预配置点处综合灵敏度最大时，将调相机配置在预配置点处。
6、在一个优选的实施方式中，所述粒子群优化算法步骤如下：随机生成一组粒子的位置和初始速度，并计算初始适应度值，设置粒子的初始位置为每个粒子的个体极值位置；遍历所有粒子的个体极值适应度值，找到最小的适应度值，将对应粒子的个体极值位置设置为全局极值位置；对每个粒子，根据当前速度和位置更新自己的位置，计算新位置的适应度值，基于适应度值更新粒子的个体最佳位置和全局最佳位置；当系统节点惯量达到系统临界惯量时，停止迭代，所述粒子更新位置即为调相机配置位置。
7、在一个优选的实施方式中，所述分布式高惯量调相机的选址方案具体获取方法如下：当短路比大于临界短路比时，可得到分布式高惯量调相机的选址定容建设方案；当短路比小于临界短路比时，在节点处配置分布式高惯量调相机，再次计算小于临界短路比节点的短路比，若高于临界短路比，则可得到分布式高惯量调相机的选址定容建设方案，根据分布式高惯量调相机的选址定容建设方案部署调相机以降低暂态过电压。
8、本专利技术面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法的技术效果和优点：
9、1.本专利技术通过节点惯量来评估系统惯量分布并识别系统频率支撑薄弱区域，进而基于节点惯量灵敏度指标挑选调相机配置地点，并根据频率稳定条件约束的临界惯量作为不等式约束，以配置容量最小经济型最高为优化目标。分布式高惯量调相机选址定容方法直接高效，能使调相机总配置容量最低，经济型最高的前提下更有效地提高系统频率支撑强度。该方法实用性强经济性好，应用在电网中具有现实意义；在实际工程应用中，所提供指标物理意义清晰，易于决策者理解和使用该指标定量分析不同方案间的优劣性。
10、2.本专利技术通过建立短路比与暂态过电压之间的数学关系，通过短路比反映出故障导致的暂态过电压严重程度，量化新能源并网系统电压支撑强度对暂态过电压的影响。揭示新能源多场站馈入结构下，电压支撑强度与暂态过电压之间的复杂数学关系，同时满足了工程实用性与准确性的要求；面向高比例风电的送端电网，综合考虑了频率稳定和电压稳定，构建同时考虑惯量和短路比提升的送端电网风电场站分布式高惯量调相机优化配置方法，将对电力系统稳定运行更具现实意义。
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1.面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述系统临界惯量的获取方法如下：
3.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述根据综合灵敏度确定灵敏度占优的配置位置的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述粒子群优化算法步骤如下：
5.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述分布式高惯量调相机的选址方案具体获取方法如下：
6.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述系统临界惯量的具体计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述系统节点惯量具体计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特
9.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述粒子群优化算法中粒子更新速度和位置的具体公式如下：
10.根据权利要求5所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述短路比与暂态过电压之间的数学关系计算公式如下：
11.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述并网点的短路比具体计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述系统临界惯量的获取方法如下：
3.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述根据综合灵敏度确定灵敏度占优的配置位置的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述粒子群优化算法步骤如下：
5.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述分布式高惯量调相机的选址方案具体获取方法如下：
6.根据权利要求1所述的面向多暂态支撑的分布式高惯量调相机优化配置方法，其特征在于，所述系统临界惯量的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，徐加银，王加庆，王绪利，沈玉明，李坤，桂旭，朱刘柱，冯沛儒，江桂芬，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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