CN104319785B - 一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,主要包括:根据实时电力系统结构和电网参数信息,获得全网路径链的最终详细电气剖分参数,提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息,分析有多少电源和负荷成分通过何种路径传输及供求信息,计算获得所有机组对电网节点的支撑度,根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集;获取关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献,将计算结果进行对比进行验证。该识别方法,可以在系统发生故障初期,有效识别系统中的关键节点,并在这些关键节点上进行动态无功补偿,具有大幅降低风电场大规模脱网故障发生概率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统中关键节点识别技术领域,具体地,涉及一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法。
背景技术
我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型新能源基地多数位于“三北地区”(西北、东北、华北),大型新能源基地一般远离负荷中心,其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。以甘肃电网为例,截至2014年4月,甘肃电网并网风电装机容量已达707万千瓦,约占甘肃电网总装机(3500万千瓦)容量的20.2%,成为仅次于火电的第二大主力电源;光伏发电装机容量已达到435万千瓦,约占甘肃电网总装机容量的12.4%,同时甘肃成为我国光伏装机规模最大的省份。目前,甘肃电网风电、光伏发电装机约占甘肃电网总装机容量的1/3。
由于风、光资源的间歇性、随机性和波动性,风电出力的波动性会导致大型风电场电压出现相应波动。当风电场发生电压较大扰动时,若没有足够的动态无功支撑,将引起风电场电压跌落。由于交流联网系统的整个电网的电压和频率之间相互影响、酒泉地区风电出力大幅度变化必然引起整个系统的电压、频率波动,导致事故进一步扩大。
自2011年以来我国连续发生了三次大规模风电机组脱网事故,集中反映了风电机组的低电压穿越能力、高电压穿越能力以及无功补偿装置控制策略等方面存在的不足。大规模风电机组脱网事故的起因及其对电网无功电压控制策略的影响已成为当前风电研究领域中最为引人关注的问题之一。风电场脱网事故具有典型的连锁故障特性,即事故往往是从电网中某个较小的元件故障开始,逐步发展演变直至造成风电机组大面积脱网的严重后果。在系统发生故障初期,若能识别出系统中的某些关键节点,并在这些关键节点上进行动态无功补偿,则有望在很大程度上降低风电场大规模脱网故障发生的概率。
为解决上述问题,需要对无功电压进行控制,为控制无功电压需要对含大规模风电的电力系统关键节点进行识别。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在电力系统故障发生初期无法有效识别系统中的关键节点,从而导致连锁故障最终造成大规模风电脱网的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述问题,提出一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,以实现在系统发生故障初期,有效识别系统中的关键节点,并在这些关键节点上进行动态无功补偿,具有大幅降低风电场大规模脱网故障发生概率的优点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,主要包括:
a、根据实时电力系统结构和电网参数信息,获得系统的具体潮流分布情况;基于计算得到的实时潮流信息,对网络中所有源流对进行双向电气剖分,获得全网路径链的最终详细电气剖分参数;
b、基于最终详细电气剖分参数,提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息;
c、根据已得到的全网源流路径链信息,分析有多少电源成分通过何种路径传输至某一负荷以及有多少负荷成分通过何种路径从某一电源汲取功率的详细供求信息;
d、根据源流对的电气剖分信息,计算获得所有机组对电网节点的支撑度,根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集;
e、通过在关键节点加无功动态无功补偿装置,得出关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献,并将计算结果进行对比,验证所提关键节点辨识方法的有效性和合理性。
进一步地,所述步骤a,具体包括:
1)剖分子网络源、流节点关键度
根据某一源流路径链的相关电气信息,分别求取子网络源节点输出的功率和流节点输入的功率占全网源、流功率的比例;所占比例越高,说明源节点和流节点在全网中关键度越高;源、流节点的重要度具有间接反映电网运行状态特性;
假设某源流路径链中,该剖分子网络从送端源中获得的有功功率为受端流从该源流路径输入的有功功率为该子网络中源、流节点的关键度定义为:
当电网结构或系统运行状态发生改变时,源流对之间的路径链及路径链传输的功率会随之发生改变,并在一定程度上表现为源、流节点的重要度的数值变化;
2)剖分路径链电气距离
由于线路的电阻相对于电抗可忽略不计,因此,采取剖分子支路的电抗作为衡量源流节点之间的电气距离;对某一源流路径链中的第m段剖分子支路,其电气距离表示为:
源流路径链上的节点n和送端源之间的电气距离表示为:
式中,M为节点n和送端源之间的剖分子支路总数;越小,说明送端源利用源流路径链传输功率时经过该剖分子支路的等效距离越短,较短的电气长度会增强之间的电气联系,对辨识关键节点影响更大;
综合以上电气特征参数,定义源流路径链的送端源和受端流对路径链中任意节点n的支撑度为:
式中,λ为发电机和节点之间的电气联系系数,基于双向电气剖分后源流路径链,若发电机通过该节点传输功率时,说明发电机和该节点没有直接的电气联系,则λ=0;反之若发电机的传输功率路径不经过该节点,说明λ=1。
进一步地,所述步骤d,具体包括:
式(5)求得的是源流路径链上源节点对节点n的支撑度;在衡量原始网络中对应节点n的关键度时,需要考虑其在不同源流路径链中受到支撑度的综合累积效应;
当风电系统发生故障时,采用节点关键度指标可以评估出最能有效阻止故障连锁反应的节点,通过在该点加动态无功补偿设备,使得该节点控制效果最优,达到防御连锁故障的最佳效果;
将原始网络中所有发电机组对节点n的支撑度之和定义为节点n的关键度:
从电气原理出发,既能发现节点关键度指标随系统运行状态变化的规律,又能获得关键节点上的无功源与系统其他节点之间发生电气供求关系的路径关系,辨识出最能有效防御连锁故障发生的节点。
进一步地,所述步骤e,具体包括:
基于路径链的双向电气剖分算法分析得出不同系统运行方式下的关键节点,验证关键节点和系统运行方式密切相关;
根据系统当前运行状态对网络进行关于网络源流对的第3类双向电气剖分,得到全网源流路径集合;
从全网所有源流路径链集合中挑选出包含全网所有源节点和流节点16源流对的路径链子集,记为其中wi-16表示路径链子集总数,i为流节点16提供功率的网络源;
根据公式(6)得到的节点关键度,取关键度最高的三个节点组成关键节点集。
本发明各实施例的基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,由于主要包括:根据实时电力系统结构和电网参数信息,获得全网路径链的最终详细电气剖分参数,提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息,分析有多少电源成分通过何种路径传输至某一负荷以及有多少负荷成分通过何种路径从某一电源汲取功率的详细供求信息,计算获得所有机组对电网节点的支撑度,根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集;获取关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献,将计算结果进行对比进行验证;可以准确、高效的对含风电的电力系统的关键节点进行识别;从而可以克服现有技术中供电可靠性差、故障率高和安全风险大的缺陷,以实现供电可靠性好、故障率低和安全风险小的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明中电网关键节点辨识流程示意图;
图2为本发明中修改后的The New England39节点系统结构示意图;
图3为本发明中关于源流对33-16的电气剖分结构示意图;
图4为本发明中关于源流对36-16的电气剖分结构示意图;
图5为本发明中关于源流对35-16的电气剖分结构示意图;
图6为本发明中源流路径电气剖分参数图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
根据本发明实施例,如图1-图5所示,提供了一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,可以准确、高效的对含风电的电力系统的关键节点进行识别。
本发明的技术方案,主要用于电力网络关键节点识别,该节点能够有效降低因系统内故障导致风电机组连锁脱网的概率,假设关键节点上动态无功补偿装置具有足够的响应速度和补偿容量。
全网源流路径链的彻底电气剖分参数能够反应网络源、流的功率具体走向,因此,网络节点的关键度很大程度上依赖于剖分后的源流对之间的功率传输路径。考虑到实际电网的运行情况,有必要对辨识出的关键节点进行仿真验证。关键节点辨识的基本思路如图1所示,详细说明如下:
1)根据实时电力系统结构和电网参数信息,可获得系统的具体潮流分布情况。基于计算得到的实时潮流信息,由图1的具体算法流程,对网络中所有源流对进行双向电气剖分,获得全网路径链的最终详细电气剖分参数。
2)基于最终详细电气剖分参数,提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息。
3)根据已得到的全网源流路径链信息,分析有多少电源成分通过何种路径传输至某一负荷以及有多少负荷成分通过何种路径从某一电源汲取功率的详细供求信息。
4)根据源流对的电气剖分信息,按照本发明的技术方案,所提的方法计算获得所有机组对电网节点的支撑度,根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集。
5)通过在关键节点加无功动态无功补偿装置,可以得出关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献,并将计算结果进行对比,验证所提关键节点辨识方法的有效性和合理性。
(1)源流路径链电气特征参数
1)剖分子网络源、流节点关键度
对于某一具有N个节点和Nl条支路的电力网络,p为电源节点总数,q为负荷节点总数。在某特定运行状态下,双向电气剖分后共有NL条源流路径链,路径链记为其中i=1,2…p,j=1,2…q,k=1,2…NL。G和L分别表示网络源、流,(e,n)和(n,f)表示路径链的构成支路。对源和流之间某一源流路径链如图6所示。图中:为剖分子支路(e,n)的送端视在功率,为剖分子支路(n,f)的受端视在功率,和分别为支路(e,n)和(n,f)上的等效阻抗。由图6可知,电气剖分参数与系统运行方式密切相关,当系统运行方式发生变化时,等效阻抗和传输的功率会随之变化。
根据某一源流路径链的相关电气信息,可分别求取子网络源节点输出的功率和流节点输入的功率占全网源、流功率的比例。所占比例越高,说明源节点和流节点在全网中关键度越高。源、流节点的重要度具有间接反映电网运行状态特性。在关键度高的剖分子支路上进行无功补偿,可以有效降低电网故障时可能导致的大规模风机脱网的概率。
假设某源流路径链中,该剖分子网络从送端源中获得的有功功率为受端流从该源流路径输入的有功功率为该子网络中源、流节点的关键度可定义为:
其中,k表示第k条源流路径链;和分别表示第i个电源和第j个负荷的源、流节点关键度;为该剖分子网络从送端源中获得的有功功率;表示受端流从该源流路径输入的有功功率;G和L分别表示网络源、流;PGi和PLj分别表示第i个源节点和第j条流链路的有功功率。
当电网结构或系统运行状态发生改变时,源流对之间的路径链及路径链传输的功率会随之发生改变,并在一定程度上表现为源、流节点的重要度的数值变化。
2)剖分路径链电气距离
由于线路的电阻相对于电抗可忽略不计,因此,本发明的技术方案,采取剖分子支路的电抗作为衡量源流节点之间的电气距离。对某一源流路径链中的第m段剖分子支路,其电气距离可表示为:
其中,表示源流路径链中的第m段剖分子支路的电气距离;表示源流路径链中的第m段剖分子支路的电抗。
源流路径链上的节点n和送端源之间的电气距离可表示为:
其中,M为节点n和送端源之间的剖分子支路总数;表示源流路径链中的第m段剖分子支路的电气距离。
越小,说明送端源利用源流路径链传输功率时经过该剖分子支路的等效距离越短,较短的电气长度会增强之间的电气联系,对辨识关键节点影响更大。相对于仅从网络结构计算得到的电气距离,采用本发明的技术方案,方法得到的线路电抗能同时反映网络结构和系统运行状态特性,联系电气距离较短的剖分子支路,其作用更为重要。
综合以上电气特征参数,可定义源流路径链的送端源和受端流对路径链中任意节点n的支撑度为:
其中,λ为发电机和节点之间的电气联系系数;和分别表示网络中源、流节点的关键度;表示源流路径链上的节点n和送端源之间的电气距离。
基于双向电气剖分后源流路径链,若发电机通过该节点传输功率时,说明发电机和该节点没有直接的电气联系,则λ=0;反之若发电机的传输功率路径不经过该节点,说明λ=1。
(2)节点关键度指标
式(5)求得的是源流路径链上源节点对节点n的支撑度。由于节点n还可能出现在其他源流路径链中,即原始网络中其他发电机组对其仍有支撑作用,因此在衡量原始网络中对应节点n的关键度时,需要考虑其在不同源流路径链中受到支撑度的综合累积效应。
当风电系统发生故障时,采用节点关键度指标可以评估出最能有效阻止故障连锁反应的节点,通过在该点加动态无功补偿设备,使得该节点控制效果最优,从而达到防御连锁故障的最佳效果。
本发明的技术方案,将原始网络中所有发电机组对节点n的支撑度之和定义为节点n的关键度:
其中,Tai表示源流路径链的送端源和受端流对路径链中任意节点n的支撑度。
与传统关键节点识别方法不同,本发明的技术方案,从电气原理出发,既可发现节点关键度指标随系统运行状态变化的规律,又可获得关键节点上的无功源与系统其他节点之间发生电气供求关系的路径关系,从而辨识出最能有效防御连锁故障发生的节点。
(3)算例分析
为验证所提方法的合理性和实用性,本发明的技术方案,以修改后的The NewEngland39节点系统为例进行分析,该系统共有10个电源节点、18个负荷节点、46条支路和39个节点,其中节点31与无穷大电网相连,如图2所示。算例一共包括九种不同的系统运行方式,分别采用在节点30,32-39接并网双馈风电场,记为运行方式1…9。每种运行方式下,只改变并网风电场节点的参数,其余9个电源节点均接有常规机组,常规机组参数以及线路参数和原始系统保持一致。基于路径链的双向电气剖分算法分析得出不同系统运行方式下的关键节点,验证关键节点和系统运行方式密切相关。
风电场均由2MW双馈感应风电机组构成,且机组的无功出力在额定有功出力时功率因数超前和滞后0.95所确定的无功容量内动态可调。各电源节点接入的风电场输出有功功率和无功功率大小如表1所示。根据系统当前运行状态对网络进行关于网络源流对的第3类双向电气剖分,可得到全网源流路径集合。
表1:风电场的输出功率
风电场 | 有功功率/MW | 无功功率/MVar |
30 | 200 | 56.43 |
32 | 210 | 48.31 |
33 | 210 | 39.72 |
34 | 210 | 1.23 |
35 | 250 | -4.93 |
36 | 160 | 26.35 |
37 | 210 | 32.78 |
38 | 300 | 2.65 |
39 | 400 | 93 |
以节点30接风电场为例,经拓扑分析获得全网所有源流路径链集合,共计63条。经统计得出经过节点16的源流路径链数目最多,从源节点{33,35,36}始发的路径链中分别6条、12条和6条经过该节点将功率送往相应的流节点,若能在系统故障时对节点16进行有效的无功控制,则有望避免流节点{3,4,15,16,23,24}全部失电。从全网所有源流路径链集合中挑选出包含全网所有源节点和流节点16源流对的路径链子集,记为其中wi-16表示路径链子集总数,i为流节点16提供功率的网络源,如图3至图5所示。
根据公式(6)可得到的节点关键度,本发明的技术方案,取关键度最高的三个节点组成关键节点集。表2给出了风电场从不同电源点接入时的关键节点集分布及对应的关键度数值,运行方式1-9代表电源点30,32-39分别接风电场时的情况。
表2:节点关键度指标
经过对比发现,采用组合预测的风电功率预测精度均优于单一预测方法,这是因为组合预测方法综合当节点33接风电场时,经双向电气剖分得到的路径链总数为64条。仅有12条送电路径经过节点16为源节点{33,35,36}和流节点{15,16,23,24}提供,而流节点{28,29}的功率完全由源节点38经过节点29提供,且变压器支路29-38是连接发电机38和高压电网的唯一联络通道,因此节点29的关键度较高;同时,从全网剖分路径链分析可知,源节点{37,38}的大部分源功率经过节点26输送到流节点{18,25,26,27,29},一旦该节点出现故障,将会导致多个流节点失去输入功率。以运行方式7为例,有20条源流路径链经过节点16为源节点{33,35,36}和流节点{3,15,16,23,24,27}提供功率流通路径。表明在不同的运行方式下源节点和流节点经过不同的源流路径链传输功率,其节点关键度指标数值也随之发生变化。
由表2可知,在运行方式5时流节点26的关键度数值相对较大。对双向电气剖分得到的全网路径链进行分析可知,有9条路径链经过节点26为源节点{37,38}和流节点{25,26,27,28,29}提供输电通道,且流节点{26,27,29}的功率完全由经过节点26的路径链提供。运行方式8下,从源节点{35,36}始发的路径链有18条经过流节点24将功率送往相应的流节点,因此,节点24的关键度数值较大。
基于网络拓扑的研究观点,常用节点度数作为衡量节点重要度的标准,即与节点连接的边数越多则该节点的重要度就越高。但以运行方式4和6为例,有34条支路与节点10直接相连,具有较大的节点度数,其关键度数值在关键节点排序中相对靠后,表明节点关键度评估不仅要考虑到网络的拓扑结果,还需要考虑源流路径电气特征参数。
对于不同运行方式,在关键节点加一定容量的动态无功补偿,评估关键节点对风电场节点的电压支撑度以及补偿前后全网平均电压水平。若电压支撑度相对于其他节点较高且能有效提升全网平均电压,则说明在系统故障时对关键节点进行有效地无功控制,就有望降低连锁脱网的发生概率。表3为运行方式1下,在关键节点和其他节点分别加无功补偿时对风电场节点的电压支撑度以及全网电压平均水平比较。
表3:不同运行方式下的结果验证
运行方式1 | 初始状态 | 关键节点 | 节点29 |
风电场电压水平/pu | 1.0219 | 1.0228 | 1.0225 |
全网电压平均水平/pu | 1.0239 | 1.0248 | 1.0224 |
运行方式2 | 初始状态 | 关键节点 | 节点21 |
风电场电压水平/pu | 0.9378 | 0.9390 | 0.9386 |
全网电压平均水平/pu | 1.0189 | 1.0198 | 1.0197 |
运行方式3 | 初始状态 | 关键节点 | 节点29 |
风电场电压水平/pu | 0.9836 | 0.9843 | 0.9839 |
全网电压平均水平/pu | 1.0241 | 1.0249 | 1.0246 |
运行方式4 | 初始状态 | 关键节点 | 节点29 |
风电场电压水平/pu | 0.9476 | 0.9488 | 0.9478 |
全网电压平均水平/pu | 1.0213 | 1.0222 | 1.0218 |
运行方式5 | 初始状态 | 关键节点 | 节点26 |
风电场电压水平/pu | 0.9962 | 0.9983 | 0.9969 |
全网电压平均水平/pu | 1.0194 | 1.0205 | 1.0203 |
运行方式6 | 初始状态 | 关键节点 | 节点27 |
风电场电压水平/pu | 1.0517 | 1.0533 | 1.0526 |
全网电压平均水平/pu | 1.0252 | 1.0261 | 1.0261 |
运行方式7 | 初始状态 | 关键节点 | 节点26 |
风电场电压水平/pu | 1.0379 | 1.0387 | 1.0400 |
全网电压平均水平/pu | 1.0267 | 1.0276 | 1.0276 |
运行方式8 | 初始状态 | 关键节点 | 节点29 |
风电场电压水平/pu | 1.0451 | 1.0467 | 1.0620 |
全网电压平均水平/pu | 1.0260 | 1.0269 | 1.0269 |
运行方式9 | 初始状态 | 关键节点 | 节点21 |
风电场电压水平/pu | 1.1009 | 1.1017 | 1.1015 |
全网电压平均水平/pu | 1.0366 | 1.0375 | 1.0373 |
在运行方式7下,节点26上的无功源对风电场电压支撑度更大,这是由于从网络拓扑结构角度出发,风电场节点离节点26的更近,因此无功电压支撑作用更明显。同样,对于运行方式8,节点29上加动态无功补偿时风电场的电压升高较多。由表3可知,采用本发明的技术方案,提出的关键度指标辨识出的关键节点既能对风电场节点提供电压支撑,又能保证各节点的电压处于合理水平和提升区域电网平均电压水平。在风电系统发生故障时,利用无功源对关键节点进行合理的无功优化控制,就能达到防御阻止连锁故障的最优效果。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,其特征在于,主要包括:
a、根据实时风电系统结构和电网参数信息,获得系统的具体潮流分布情况;基于计算得到的实时潮流信息,对网络中所有源流对进行双向电气剖分,获得全网路径链的最终详细电气剖分参数;具体包括:
1)剖分子网络源、流节点关键度
根据某一源流路径链的相关电气信息,分别求取子网络源节点输出的功率和流节点输入的功率占全网源、流功率的比例;所占比例越高,说明源节点和流节点在全网中关键度越高;源、流节点的关键度具有间接反映电网运行状态特性;
假设某源流路径链中,该剖分子网络从送端源中获得的有功功率为受端流从该源流路径链输入的有功功率为该子网络中源节点的关键度定义为:
为该剖分子网络从送端源中获得的有功功率;PGi表示第i个源节点的有功功率;p表示网络中源节点的个数;NL表示源流路径链的条数
该子网络中流节点的关键度定义为:
表示受端流从该源流路径链输入的有功功率;PLj表示第j条流链路的有功功率;q表示网络中流链路的条数;NL表示源流路径链的条数;
当电网结构或系统运行状态发生改变时,源流对之间的路径链及路径链传输的功率会随之发生改变,并在一定程度上表现为源、流节点的关键度的数值变化;
2)剖分路径链电气距离
由于线路的电阻相对于电抗可忽略不计,因此,采取剖分子支路的电抗作为衡量源流节点之间的电气距离;对某一源流路径链中的第m段剖分子支路,其电气距离表示为:
表示源流路径链中的第m段剖分子支路的电抗;
源流路径链上的节点n和送端源之间的电气距离表示为:
式中,M为节点n和送端源之间的剖分子支路总数;越小,说明送端源利用源流路径链传输功率时经过该剖分子支路的等效距离越短,较短的电气距离会增强节点与送源端之间的电气联系,对辨识关键节点影响更大;
综合以上电气特征参数,定义源流路径链的送端源和受端流对路径链中任意节点n的支撑度为:
式中,λ为发电机和节点之间的电气联系系数,基于双向电气剖分后源流路径链,若发电机不通过该节点传输功率时,说明发电机和该节点没有直接的电气联系,则λ=0;反之若发电机的传输功率路径经过该节点,说明λ=1;N表示网络中源流路径链上的节点个数;
b、基于最终详细电气剖分参数,提取剖分子网络的源功率、流功率以及子支路的阻抗信息;
c、根据已得到的全网源流路径链信息,分析有多少电源成分通过何种路径传输至某一负荷以及有多少负荷成分通过何种路径从某一电源汲取功率的详细供求信息;
d、根据源流对的电气剖分信息,计算获得所有机组对电网节点的支撑度,根据支撑度数值大小确定网络的关键节点集;具体包括:
式(5)求得的是源流路径链上源节点对路径链中任意节点n的支撑度;在衡量网络中对应节点n的关键度时,需要考虑其在不同源流路径链中受到支撑度的综合累积效应;
当风电系统发生故障时,采用节点关键度指标可以评估出最能有效阻止故障连锁反应的节点,通过在该点加动态无功补偿设备,使得该节点控制效果最优,达到防御连锁故障的最佳效果;
将原始网络中所有发电机组对节点n的支撑度之和定义为路径链中任意节点n的关键度:
从电气原理出发,既能发现节点关键度指标随系统运行状态变化的规律,又能获得关键节点上的无功源与系统其他节点之间发生电气供求关系的路径关系,辨识出最能有效防御连锁故障发生的节点;
e、通过在关键节点加无功动态无功补偿装置,得出关键节点上的补偿装置对风电场节点的电压支撑度以及其对提升全局电压平均水平的贡献,并将计算结果进行对比,验证所提关键节点辨识方法的有效性和合理性。
2.根据权利要求1所述的基于源流路径电气剖分的风电系统关键节点识别方法,其特征在于,所述步骤e,具体包括:
基于路径链的双向电气剖分算法分析得出不同系统运行方式下的关键节点,验证关键节点和系统运行方式密切相关;
根据系统当前运行状态对网络进行关于网络源流对的第3类双向电气剖分,得到全网源流路径链集合;
从全网所有源流路径链集合中挑选出包含全网所有源节点和流节点16源流对的路径链子集,记为其中wi-16表示路径链子集总数,i为向流节点16提供功率的网络源;
根据公式(6)得到的节点关键度,取关键度最高的三个节点组成关键节点集。
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