【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电压等级选择，尤其涉及广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法。
技术介绍
1、国内外对新能源外送场景直流输电系统的研究日益深入，子模块混合mmc逐渐作为新能源直流外送的关键技术。不同于有电网和燃煤电厂支撑的沙戈荒新能源送出场景，无常规电源支撑的沙戈荒新能源送出场景，不仅具有规模更大、地域更广的特点，还存在组网困难、经济性和可靠性不足的问题。
2、可再生能源基地的集电电压等级序列很大程度上会影响到场站的建设运营成本，不同的集电电压等级序列导致风电场和光伏电场的网架结构、电气设备配置及损耗均不同，成本存在较大差异。因此，对于不与主网相连的大规模沙戈荒孤岛新能源汇集电压等级是亟待优化研究的重要问题。
3、当前即将建设的新能源交流组网的电压等级一般与主网的电压等级相统一，针对规模化沙戈荒孤岛新能源送出场景，不同于上述有电网和燃煤电厂支撑的沙戈荒新能源送出场景，既保证电网的稳定性、又有较好经济性的送端电网集电电压等级选择没有可借鉴的案例。
4、本专利技术提出一种广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，通过分析功率极限输送距离、考虑电压偏差约束、计及电气距离和经济性对系统的影响，提出适用于沙戈荒地区的可再生能源基地送端电网网架的电压等级形成规律和方法，优化沙戈荒地区新能源系统集电电压等级序列。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有技术中针对
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、本专利技术提出广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，包括以下步骤：
4、s1、采集广域新能源基地数据：新能源场站的区域面积，风电光伏装机比例，汇集点到换流站距离，输变电设备参数，新能源装机容量和额定传输功率；
5、s2、新能源临界装机容量判断：根据风电光伏装机比例，以第k级电压等级进行短路电流计算，得出不同电压等级新能源临界装机容量s(k)max；若新能源装机容量大于s(k)max，则增加一级电压等级，重新计算s(k)max，控制新能源装机容量在s(k)max范围内；
6、s3、线路传输容量和回数设计：计算线路临界传输距离，得出线路临界传输距离与线路传输容量的关系表；根据关系表和所采集的广域新能源基地数据，进行线路传输容量和回数设计；
7、s4、最大电压等级判断：判断k是否小于最大电压等级kmax；若k为kmax，直接选取kmax为汇集电压等级；
8、判断汇集点到换流站距离是否小于线路临界传输距离；若判断汇集点到换流站距离大于线路临界传输距离，则增加一级电压等级，重新回到s2；
9、s5、计算系统强度和经济性：当k小于最大电压等级kmax，且汇集点到换流站距离小于线路临界传输距离时，对第k级电压等级和第k+1级电压等级距离进行系统强度和经济性判定；
10、s6、确定汇集电压等级：综合比较系统强度和经济性，若第k级电压等级比第k+1级电压等级的系统强度大且成本低，则选取第k级电压等级作为汇集电压等级，否则选取第k+1级电压等级作为汇集电压等级。
11、优选地，所述s2中新能源临界装机容量受到设备承受能力的限制，具体计算如下：
12、
13、ntotal＝nwt1+nwt2+npv
14、式中，a为双馈风机可提供短路电流的标幺值，b为直驱风机和光伏可提供短路电流的标幺值，nwt1为双馈风机数，nwt2为直驱风机数，npv为光伏数，u为交流汇集电压等级，ik_max为设备能承受的最大短路电流，ik_mmc1为构网型柔直换流阀提供的短路电流，ik_mmc1为跟网型柔直换流阀提供的短路电流；
15、优选地，所述s2中控制新能源装机容量在s(k)max范围内，具体为：
16、p2+q2≤s(k)max2
17、式中，p为新能源跟网变流器交流侧输出的有功功率，q为新能源跟网变流器交流侧输出的无功功率。
18、优选地，基于控制新能源装机容量在s(k)max范围内，进行新能源基地交流组网允许功率输出范围计算：
19、综合新能源场站最大及最小有功出力、最大及最小无功出力、功率因数限制、静态电压稳定约束、电压偏移约束、设备承受能力约束、变流器的最大输出容量约束和新能源场站并网要求，在p-q坐标系下确定公共区域，该范围内变流器的最大功率输出能力用下式表示：
20、
21、式中，分别为新能源最大有功/无功出力；分别为新能源最小有功/无功出力；为输出的最小/最大允许功率因数角，ui为新能源机组并网点电压；e为电网电压。
22、优选地，所述s3中线路传输容量和回数设计，具体如下：
23、新能源临界装机容量受到设备承受能力的限制，最大的功率输出能力受到电压偏移约束的功率传输极限约束；故将线路临界传输距离作为判定基础；
24、计算线路临界传输距离如下式所示：
25、
26、式中，lcr为线路临界传输距离；xt为变压器电抗，xu为单位长度交流输电线路电抗，n为线路并联回数。
27、优选地，所述s5中计算系统强度具体如下：采用容量短路比指标对系统强度进行分析；容量短路比与阻抗成反比关系，将阻抗大小作为判定的标准：
28、
29、式中：scr-si(k)表示第k级电压等级下并网点i处的电压支撑强度；sac,i表示交流系统向并网点i提供的短路容量；seq,i并网点i新能源等效并网容量；表示标称电压；表示新能源并网前第i个节点的实际运行电压；分别表示注入节点i、j的新能源视在功率；分别表示系统等值阻抗矩阵中节点i的自阻抗及互阻抗，分别表示并网点i、j处的电压。
30、优选地，所述s5中计算经济性，具体如下：
31、进行经济性对比时，构建全寿命周期成本模型，包括初始投资成本、运营成本和报废成本；运营成本包括运行损耗成本co和维护成本cm两部分；总成本ctotal的数学模型描述为：
32、
33、式中：ci为初始投资成本；co为运行损耗成本；cm为维护成本；cd为报废成本；nc为输变电设备年寿命；r为电力工业投资回收率。
34、优选地，初始投资成本ci分为普通变压器和换流变压器的建设成本ctr、线路建设成本cline；计算公式为：
35、ci(k)＝∑rtrs+rlinelline；
36、式中：rtr为换流变压器和普通变压器单位容量成本；s为变压器容量；rline为线路单位长度造价；lline为线路长度。
37、优选地，维护成本cm和报废成本cd基于初始投资成本；
38、cm(k)＝f本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述S2中新能源临界装机容量受到设备承受能力的限制，具体计算如下：
3.根据权利要求2所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述S2中控制新能源装机容量在S(k)max范围内，具体为：
4.根据权利要求3所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，基于控制新能源装机容量在S(k)max范围内，进行新能源基地交流组网允许功率输出范围计算：
5.根据权利要求1或4所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述S3中线路传输容量和回数设计，具体如下：
6.根据权利要求1所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述S5中计算系统强度具体如下：采用容量短路比指标对系统强度进行分析。
7.根据权利要求1所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选
8.根据权利要求7所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，初始投资成本CI分为普通变压器和换流变压器的建设成本Ctr、线路建设成本Cline；计算公式为：
9.根据权利要求8所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，维护成本CM和报废成本CD基于初始投资成本；
10.根据权利要求7所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，运行损耗成本引入平准化度电成本，计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述s2中新能源临界装机容量受到设备承受能力的限制，具体计算如下：
3.根据权利要求2所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述s2中控制新能源装机容量在s(k)max范围内，具体为：
4.根据权利要求3所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，基于控制新能源装机容量在s(k)max范围内，进行新能源基地交流组网允许功率输出范围计算：
5.根据权利要求1或4所述的广域新能源基地交流组网柔直送出的电压序列选取方法，其特征在于，所述s3中线路传输容量和回数设计，具体如下：
6.根据...
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