CN112260326B - 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统 - Google Patents

一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112260326B
CN112260326B CN202011425493.5A CN202011425493A CN112260326B CN 112260326 B CN112260326 B CN 112260326B CN 202011425493 A CN202011425493 A CN 202011425493A CN 112260326 B CN112260326 B CN 112260326B
Authority
CN
China
Prior art keywords
new energy
energy cluster
current source
equivalent
cluster
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011425493.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112260326A (zh
Inventor
朱凌志
曲立楠
陈宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202011425493.5A priority Critical patent/CN112260326B/zh
Publication of CN112260326A publication Critical patent/CN112260326A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112260326B publication Critical patent/CN112260326B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及新能源发电技术领域，具体提供了一种新能源集群的等效短路比计算方法及装置，旨在解决新能源集群开发模式的并网点电网强度评估的技术问题。本发明实施例包括：基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的等效短路比。该方案针对新能源集群接入地区，与常规的短路比计算方法相比，提供了一个评价新能源集群整体并网强度的等效短路比指标,可为新能源基地的开发规划和调度运行提供一种科学的评价方法。

Description

一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统。
背景技术
截至2019年底，中国风电装机达1.29亿千瓦、光伏发电装机达4318万千瓦。风电、光伏等新能源集中集中、多个电站集群汇集升压并网是很多等地区新能源的主要开发模式。新能源集中开发地区普遍常规电源少、电压、频率支撑弱，大规模新能源开发引起的稳定性问题突出，包括暂态过电压、宽频带振荡等。研究表明，这些问题的产生与新能源并网点的电网强度关系极大，电网强度越弱，发生过电压、振荡等稳定问题的风险越大。
短路比是衡量电源/负荷并网点电网强度的一个重要指标，然而常规的短路比计算方法主要针对单一设备，对于新能源集群并网的场景，无法考虑相邻设备的影响，导致评估结果过于乐观，无法准确反映新能源机组并网点的真实强度，对新能源集群的规划和运行产生影响。
发明内容
为了克服上述缺陷，提出了本发明，以提供解决或至少部分地解决新能源集群开发模式的并网点电网强度评估的技术问题的新能源集群的等效短路比计算方法及系统。
第一方面，提供一种新能源集群的等效短路比计算方法，所述新能源集群的等效短路比计算方法包括：
基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；
基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比。
优选的，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
优选的，所述基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率，包括：
基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率。
进一步的，所述新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子的计算式如下：
Figure 352677DEST_PATH_IMAGE001
上式中，
Figure 976557DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，
Figure 150924DEST_PATH_IMAGE003
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 202056DEST_PATH_IMAGE004
为新能源集群中第i个电流源 与第j个电流源的互阻抗，
Figure 330549DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 758120DEST_PATH_IMAGE006
为新能源集群中 第i个电流源的电压向量。
进一步的，所述新能源集群中各电流源的等效视在功率的计算式如下：
Figure 22879DEST_PATH_IMAGE007
上式中，
Figure 9027DEST_PATH_IMAGE008
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，
Figure 624816DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，P j为新能源集群中第j个电流源有功功率，Q j为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数单位，n为新能源集群中电流源总数。
优选的，所述新能源集群中各电流源的等效短路比的计算式如下：
Figure 856077DEST_PATH_IMAGE009
上式中，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比，
Figure 240922DEST_PATH_IMAGE010
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，S ki为新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量。
进一步的，按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量Ski：
Ski=Iki*Uni
上式中，Iki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，Uni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
优选的，所述新能源集群的加权等效短路比的计算式如下：
Figure 633858DEST_PATH_IMAGE011
上式中，WESCR为新能源集群的等效短路比，n为新能源集群中电流源总数，
Figure 235478DEST_PATH_IMAGE012
为新 能源集群中第i个电流源的视在功率，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
第二方面，提供一种新能源集群的等效短路比计算系统，新能源集群的等效短路比计算系统包括：
第一确定模块，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
第二确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；
第三确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比。
优选的，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
优选的，所述第一确定模块，用于，包括：
第一确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
第二确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率。
进一步的，所述新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子的计算式如下：
Figure 4851DEST_PATH_IMAGE001
上式中，
Figure 509782DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，
Figure 73618DEST_PATH_IMAGE003
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 663999DEST_PATH_IMAGE004
为新能源集群中第i个电流源 与第j个电流源的互阻抗，
Figure 237063DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 829456DEST_PATH_IMAGE006
为新能源集群中 第i个电流源的电压向量。
进一步的，所述新能源集群中各电流源的等效视在功率的计算式如下：
Figure 829773DEST_PATH_IMAGE007
上式中，
Figure 641872DEST_PATH_IMAGE008
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，
Figure 284205DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，P j为新能源集群中第j个电流源有功功率，Q j为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数单位，n为新能源集群中电流源总数。
优选的，所述新能源集群中各电流源的等效短路比的计算式如下：
Figure 498149DEST_PATH_IMAGE009
上式中，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比，
Figure 238261DEST_PATH_IMAGE010
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，S ki为新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量。
进一步的，按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量Ski：
Ski=Iki*Uni
上式中，Iki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，Uni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
优选的，所述新能源集群的加权等效短路比的计算式如下：
Figure 803234DEST_PATH_IMAGE011
上式中，WESCR为新能源集群的等效短路比，n为新能源集群中电流源总数，
Figure 718101DEST_PATH_IMAGE012
为新 能源集群中第i个电流源的视在功率，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
第三方面，提供一种存储装置，该存储装置其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述任一项技术方案所述的新能源集群的等效短路比计算方法。
第四方面，提供一种控制装置，该控制装置包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行上述任一项技术方案所述的新能源集群的等效短路比计算方法。
本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
在实施本发明的技术方案中，首先，基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率，其次，基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比，最终，基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的等效短路比。本发明采用的技术方案针对新能源集群接入地区，与常规的短路比计算方法相比，能够充分考虑集群内各个电站/机组之间的相互影响，因此得出的等效短路比指标能够更加准确反映新能源机组/电站并网点的真实电网强度，为新能源基地的开发规划和调度运行提供一种科学的评价方法。
进一步的，该方案中还考虑新能源机组无功出力、无功补偿设备投入对电网强度的影响，使计算得到的新能源集群的等效短路比能够更有效的反应新能源集群整体并网强度。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的新能源集群的等效短路比计算方法的主要步骤流程示意图；
图2是本发明的一个应用场景示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的新能源集群的等效短路比计算系统的主要结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
目前传统的短路比计算方法主要针对单一设备，对于新能源集群并网的场景，无法考虑相邻设备的影响，导致评估结果过于乐观，无法准确反映新能源机组并网点的真实强度，对新能源集群的规划和运行产生影响。
在本发明实施例中，首先，基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率，其次，基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比，最终，基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的等效短路比。本发明采用的技术方案针对新能源集群接入地区，与常规的短路比计算方法相比，能够充分考虑集群内各个电站/机组之间的相互影响，因此得出的等效短路比指标能够更加准确反映新能源机组/电站并网点的真实电网强度，为新能源基地的开发规划和调度运行提供一种科学的评价方法。
进一步的，该方案中还考虑新能源机组无功出力、无功补偿设备投入对电网强度的影响，使计算得到的新能源集群的等效短路比能够更有效的反应新能源集群整体并网强度。
参阅附图1，图1是根据本发明的一个实施例的新能源集群的等效短路比计算方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的新能源集群的等效短路比计算方法主要包括以下步骤：
步骤S101：基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
步骤S102基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
步骤S103：基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比；
在本实施例中，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
一个实施方式中，为了充分考虑集群内各个电站/机组之间的相互影响，可以基于下述方式实现所述步骤S101：
步骤S1011基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
步骤S1012基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
本实施例中，为了实现所述步骤S1011，首先，建立系统的扩展导纳矩阵。考虑电力系统中的线路、变压器、并联电容/电抗器、串补等无源器件，同步发电机取其次暂态电抗纳入导纳矩阵计算、逆变器接口的风电/光伏/储能/SVG等电源不考虑其阻抗，SVC按照投入的电容/电抗值纳入导纳矩阵、负荷的恒阻抗部分直接纳入导纳矩阵、感应电动机模型部分取其暂态电抗纳入导纳矩阵计算，直流换流站阀组部分等值为负荷纳入导纳矩阵计算。
其次，对得出的扩展导纳矩阵求逆，得到系统的扩展阻抗矩阵，提取集群内各个电流源的自阻抗Zii和互阻抗Zij，
最后，按下式确定新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子
Figure 786551DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 128671DEST_PATH_IMAGE013
上式中，
Figure 148317DEST_PATH_IMAGE014
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 866874DEST_PATH_IMAGE015
为新能源集 群中第i个电流源与第j个电流源的互阻抗，
Figure 789831DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 568431DEST_PATH_IMAGE016
为新能源集群中第i个电流源的电压向量。
参阅附图2所示的本发明的技术方案涉及的一个实施例的应用场景示意图，在一个实施方式中，可以按下述方式实现所述步骤S1011：
步骤S10111：建立系统的扩展导纳矩阵。考虑电力系统中的线路、变压器、并联电容/电抗器、串补等无源器件，同步发电机取其次暂态电抗纳入导纳矩阵计算、逆变器接口的风电/光伏/储能/SVG等电源不考虑其阻抗，SVC按照投入的电容/电抗值纳入导纳矩阵、负荷的恒阻抗部分直接纳入导纳矩阵、感应电动机模型部分取其暂态电抗纳入导纳矩阵计算，直流换流站阀组部分等值为负荷纳入导纳矩阵计算。
S10112：对S10111得出的扩展导纳矩阵求逆，得到系统的扩展阻抗矩阵，提取集群内各个电流源的自阻抗Zii和互阻抗Zij，如表1所示。
表1
Figure 842418DEST_PATH_IMAGE017
步骤S10113：计算各个电流源之间的复交互影响因子，本实施例中各个电流源之间的复交互影响因子如表2所示：
表2
电流源 PV1A.SVG PV2A.SVG PV3A.SVG PV1A PV2A PV3A PV1B PV2B PV3B
PV1A.SVG 1.0000 ∠0.0 0.6315∠0.9 0.6315∠0.9 1.0000∠0.0 0.6315∠0.9 0.6315∠0.9 0.4065∠-0.1 0.4065∠-0.1 0.4065∠-0.1
PV2A.SVG - 1.0000∠0.0 0.6315∠0.9 0.6315∠0.9 1.0000∠0.0 0.6315∠0.9 0.4065∠-0.1 0.4065∠-0.1 0.4065∠-0.1
PV3A.SVG - - 1.0000∠0.0 0.4861∠2.6 0.4861∠2.6 1.0000∠0.0 0.3129∠1.6 0.3129∠1.6 0.3129∠1.6
PV1A - - - 1.0000∠0.0 0.5330∠1.8 0.5330∠1.8 0.3431∠0.8 0.3431∠0.8 0.3431∠0.8
PV2A - - - - 1.0000∠0.0 0.5330∠1.8 0.3431∠0.8 0.3431∠0.8 0.3431∠0.8
PV3A - - - - - 1.0000∠0.0 0.2600∠2.3 0.2600∠2.3 0.2600∠2.3
PV1B - - - - - - 1.0000∠0.0 0.2614∠0.1 0.2614∠0.1
PV2B - - - - - - - 1.0000∠0.0 0.2614∠0.1
PV3B - - - - - - - - 1.0000∠0.0
本实施例中，所述步骤102中新能源集群中各电流源的等效视在功率的计算式如下：
Figure 99087DEST_PATH_IMAGE007
上式中，
Figure 640664DEST_PATH_IMAGE018
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，
Figure 324586DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，P j为新能源集群中第j个电流源有功功率，Q j为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数单位，n为新能源集群中电流源总数。
本实施例中，ESCR可用于评价集群内各个电流源并网点的电网强度，ESCR越小，表明该电流源并网点的电网强度越低，该电流源发生稳定问题的风险越高，所述步骤S102中，新能源集群中各电流源的等效短路比的计算式如下：
Figure 820290DEST_PATH_IMAGE009
上式中，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比，
Figure 880650DEST_PATH_IMAGE010
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，S ki为新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量。
本实施例中，各新能源电站的等效短路比指标ESCR如表3所示：
表3
电流源 PV1A.SVG PV2A.SVG PV3A.SVG PV1A PV2A PV3A PV1B PV2B PV3B
<i>ESCR</i> 1.4503 1.4503 1.4117 1.8132 1.8132 1.7778 1.5348 1.5348 1.491
进一步的，在一个实施方式中，可以按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量Ski：
Ski=Iki*Uni
上式中，Iki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，Uni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
参阅附图2所示的本发明的技术方案涉及的一个实施例的应用场景示意图，在一个实施方式中，可以按下述方式准确的得到新能源集群中各电流源的并网点短路容量：
步骤1：各个电流源并网点短路容量计算：
步骤1-1：针对图2的区域电网采用典型的运行方式，进行电力系统潮流计算，得到电力系统各个母线的电压幅值/相角信息。各电流源的有功无功出力、电压幅值相角等信息，如表4所示：
表4
Figure 512619DEST_PATH_IMAGE019
步骤1-2：选择所需分析的新能源集群，包括新能源电站PV1A, PV2A, PV3A,PV1B, PV2B, PV3B，新能源机组以及新能源电站内SVG视为电流源型电源（以下简称电流源），记录各个电流源的有功无功出力和电压幅值/相角等信息。
步骤1-3：以各个电流源并网点（风电机组出口、光伏逆变器出口等）为参考点，采用基于潮流的短路电流计算方法，计算各个电流源并网点的短路电流初始值Ik，计算时，应忽略所需分析的集群内的其它电流源对该电流源并网点短路电流的贡献。
步骤1-4：采用1-3所得出的各个电流源短路电流，乘以各个电流源并网点的额定电压，得到各个电流源的短路容量Sk，如表4所示。
在本实施例中，所述步骤103中新能源集群的加权等效短路比的计算式如下；
Figure 131557DEST_PATH_IMAGE020
上式中，WESCR为新能源集群的等效短路比，n为新能源集群中电流源总数，
Figure 380136DEST_PATH_IMAGE021
为新 能源集群中第i个电流源的视在功率，ESCRi为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
参阅附图2所示的本发明的技术方案涉及的一个实施例的应用场景示意图，在一个实施方式中， WESCR的计算结果为1.5815，用于评价新能源集群总体的接入电网强度，WESCR较小，表明新能源集群所接入电网的强度越低，发生稳定问题的风险越高。
需要指出的是，尽管上述实施例中将各个步骤按照特定的先后顺序进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本发明的效果，不同的步骤之间并非必须按照这样的顺序执行，其可以同时（并行）执行或以其他顺序执行，这些变化都在本发明的保护范围之内。
参阅附图3，图3是根据本发明的一个实施例的新能源集群的等效短路比计算系统的主要结构框图。如图3所示，本发明实施例中的新能源集群的等效短路比计算系统主要包括：第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块；在一些实施例中，第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块中的一个或多个可以合并在一起成为一个模块。在一些实施例中，第一确定模块具体实现功能的描述可以参见步骤S101所述，第二确定模块具体实现功能的描述可以参见步骤S102所述。第三确定模块具体实现功能的描述可以参见步骤S103所述。
具体的，新能源集群的等效短路比计算系统包括：
第一确定模块，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
第二确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；
第三确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比。
本实施例中，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
本实施例中，所述第一确定模块，用于，包括：
第一确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗或互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
第二确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率。
在一个实施方式中，所述第一确定单元具体用于：
按下式确定新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子
Figure 713028DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 465084DEST_PATH_IMAGE001
上式中，
Figure 756388DEST_PATH_IMAGE003
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 725218DEST_PATH_IMAGE004
为新能源集 群中第i个电流源与第j个电流源的互阻抗，
Figure 127381DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 733943DEST_PATH_IMAGE006
为新能源集群中第i个电流源的电压向量。
在一个实施方式中，所述第二确定单元具体用于：
按下式确定新能源集群中第i个电流源的等效视在功率
Figure 196148DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 153740DEST_PATH_IMAGE007
上式中，
Figure 326970DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，Pj 为新能源集群中第j个电流源有功功率，Qj为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数 单位，n为新能源集群中电流源总数。
本事实例中，所述第二确定模块具体用于：
按下式确定新能源集群中第i个电流源的等效短路比ESCRi：
Figure 53617DEST_PATH_IMAGE023
上式中，
Figure 686724DEST_PATH_IMAGE008
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，Ski为新能源集群中第i 个电流源的并网点短路容量。
在一个实施方式中，按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量Ski：
Ski=Iki*Uni
上式中，Iki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，Uni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
本实施例中，所述第三确定模块具体用于：
按下式确定新能源集群的加权等效短路比WESCR：
Figure 866033DEST_PATH_IMAGE024
上式中，n为新能源集群中电流源总数，
Figure 609998DEST_PATH_IMAGE021
为新能源集群中第i个电流源的视在功 率，ESCRi为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
上述新能源集群的等效短路比计算系统以用于执行图2所示的新能源集群的等效短路比计算方法实施例，两者的技术原理、所解决的技术问题及产生的技术效果相似，本技术领域技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，新能源集群的等效短路比计算系统的具体工作过程及有关说明，可以参考新能源集群的等效短路比计算方法的实施例所描述的内容。
本领域技术人员能够理解的是，本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
进一步，本发明还提供了一种存储装置。在根据本发明的一个存储装置实施例中，存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的新能源集群的等效短路比计算方法的程序，该程序可以由处理器加载并运行以实现上述新能源集群的等效短路比计算方法。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该存储装置可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备，可选的，本发明实施例中存储是非暂时性的计算机可读存储介质。
进一步，本发明还提供了一种控制装置。在根据本发明的一个控制装置实施例中，控制装置包括处理器和存储装置，存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的新能源集群的等效短路比计算方法的程序，处理器可以被配置成用于执行存储装置中的程序，该程序包括但不限于执行上述方法实施例的新能源集群的等效短路比计算方法的程序。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该控制装置可以是包括各种电子设备形成的控制装置设备。
进一步，应该理解的是，由于各个模块的设定仅仅是为了说明本发明的系统的功能单元，这些模块对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。因此，图中的各个模块的数量仅仅是示意性的。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种新能源集群的等效短路比计算方法，其特征在于，所述方法包括：
基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗与互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；
基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比；
所述基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗与互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率，包括：
基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗与互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
所述新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子的计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上式中，
Figure 3495DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 605509DEST_PATH_IMAGE004
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的互阻抗，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 612517DEST_PATH_IMAGE006
为新能源集群中第i个电流源的电压向量；
所述新能源集群中各电流源的等效视在功率的计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
上式中，
Figure 182038DEST_PATH_IMAGE008
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，
Figure 4632DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，P j为新能源集群中第j个电流源有功功率，Q j为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数单位，n为新能源集群中电流源总数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源集群中各电流源的等效短路比的计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
上式中，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比，
Figure 710420DEST_PATH_IMAGE010
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，S ki为新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量S ki：
S ki=I ki*U ni
上式中，I ki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，U ni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源集群的加权等效短路比的计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
上式中，WESCR为新能源集群的等效短路比，n为新能源集群中电流源总数，
Figure 392724DEST_PATH_IMAGE012
为新能源集群中第i个电流源的视在功率，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
6.一种新能源集群的等效短路比计算系统，其特征在于，所述系统包括：
第一确定模块，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗与互阻抗确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
第二确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效视在功率和各电流源的并网点短路容量确定新能源集群中各电流源的等效短路比；
第三确定模块，用于基于新能源集群中各电流源的等效短路比确定新能源集群的加权等效短路比；
所述第一确定模块，用于，包括：
第一确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的自阻抗与互阻抗确定新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子；
第二确定单元，用于基于新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子确定新能源集群中各电流源的等效视在功率；
所述新能源集群中各电流源之间的复数交互影响因子的计算式如下：
Figure 200274DEST_PATH_IMAGE001
上式中，
Figure 341405DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，
Figure 370541DEST_PATH_IMAGE003
为新能源集群中第i个电流源与第i个电流源的自阻抗，
Figure 188193DEST_PATH_IMAGE004
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的互阻抗，
Figure 669990DEST_PATH_IMAGE005
为新能源集群中第j个电流源的电压向量，
Figure 83654DEST_PATH_IMAGE006
为新能源集群中第i个电流源的电压向量；
所述新能源集群中各电流源的等效视在功率的计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
上式中，
Figure 249187DEST_PATH_IMAGE008
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，
Figure 722894DEST_PATH_IMAGE002
为新能源集群中第i个电流源与第j个电流源的复数交互影响因子，P j为新能源集群中第j个电流源有功功率，Q j为新能源集群中第j个电流源无功功率，q为虚数单位，n为新能源集群中电流源总数。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电流源至少包括下述中的一种：双馈型风力发电机组、直驱型风力发电机组、光伏逆变器、储能变流器和静止无功发生器。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述新能源集群中各电流源的等效短路比的计算式如下：
Figure 691987DEST_PATH_IMAGE009
上式中，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比，
Figure 149820DEST_PATH_IMAGE010
为新能源集群中第i个电流源的等效视在功率，S ki为新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，按下式确定所述新能源集群中第i个电流源的并网点短路容量S ki：
S ki=I ki*U ni
上式中，I ki为新能源集群中第i个电流源的短路电流，U ni为新能源集群中第i个电流源的额定电压。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述新能源集群的加权等效短路比的计算式如下：
Figure 153548DEST_PATH_IMAGE014
上式中，WESCR为新能源集群的等效短路比，n为新能源集群中电流源总数，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为新能源集群中第i个电流源的视在功率，ESCR i 为新能源集群中第i个电流源的等效短路比。
11.一种存储装置，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行权利要求1至5中任一项所述的新能源集群的等效短路比计算方法。
12.一种控制装置，包括处理器和存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行权利要求1至5中任一项所述的新能源集群的等效短路比计算方法。
CN202011425493.5A 2020-12-09 2020-12-09 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统 Active CN112260326B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011425493.5A CN112260326B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011425493.5A CN112260326B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112260326A CN112260326A (zh) 2021-01-22
CN112260326B true CN112260326B (zh) 2021-04-16

Family

ID=74225383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011425493.5A Active CN112260326B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112260326B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595153B (zh) * 2021-09-29 2022-02-25 中国电力科学研究院有限公司 一种新能源集群的输出功率优化方法及装置
CN113904375B (zh) * 2021-12-10 2022-02-25 中国电力科学研究院有限公司 一种新能源并网系统电压支撑强度评估方法及系统
CN115498641B (zh) * 2022-11-18 2023-01-17 中国电力科学研究院有限公司 一种基于新能源多场站短路比的决策控制方法及系统
CN116632948B (zh) * 2023-07-25 2023-10-10 昆明理工大学 一种基于广义短路比的新能源渗透率边界确定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193734A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 国网山东省电力公司电力科学研究院 交直流电网对直流系统恢复的适应性评估方法及系统
CN109617111A (zh) * 2018-12-14 2019-04-12 华南理工大学 衡量多馈入直流系统逆变站交流侧谐波交互强度的方法
CN110198044A (zh) * 2019-05-13 2019-09-03 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 考虑传输功率极限的lcc-hvdc换相失败免疫能力评估方法及系统
CN111082450A (zh) * 2020-01-09 2020-04-28 中国南方电网有限责任公司 一种柔性直流受端电网强度的评价方法、装置及存储介质
CN111654029A (zh) * 2020-06-18 2020-09-11 国网河南省电力公司经济技术研究院 特高压交直流多馈入下受端电网承载馈入规模评价方法
CN111797510A (zh) * 2020-06-15 2020-10-20 中国电力科学研究院有限公司 一种新能源场站短路比的计算方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109212338B (zh) * 2017-06-30 2021-04-20 施耐德电器工业公司 电力孤岛检测方法、装置以及计算机可读存储介质

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193734A (zh) * 2018-09-20 2019-01-11 国网山东省电力公司电力科学研究院 交直流电网对直流系统恢复的适应性评估方法及系统
CN109617111A (zh) * 2018-12-14 2019-04-12 华南理工大学 衡量多馈入直流系统逆变站交流侧谐波交互强度的方法
CN110198044A (zh) * 2019-05-13 2019-09-03 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 考虑传输功率极限的lcc-hvdc换相失败免疫能力评估方法及系统
CN111082450A (zh) * 2020-01-09 2020-04-28 中国南方电网有限责任公司 一种柔性直流受端电网强度的评价方法、装置及存储介质
CN111797510A (zh) * 2020-06-15 2020-10-20 中国电力科学研究院有限公司 一种新能源场站短路比的计算方法及系统
CN111654029A (zh) * 2020-06-18 2020-09-11 国网河南省电力公司经济技术研究院 特高压交直流多馈入下受端电网承载馈入规模评价方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112260326A (zh) 2021-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112260326B (zh) 一种新能源集群的等效短路比计算方法及系统
Sirjani et al. Optimal placement and sizing of distribution static compensator (D-STATCOM) in electric distribution networks: A review
Zhang et al. Coordinated allocation of distributed generation, capacitor banks and soft open points in active distribution networks considering dispatching results
CN111797510A (zh) 一种新能源场站短路比的计算方法及系统
Tan et al. Optimal day-ahead operation considering power quality for active distribution networks
CN112564175B (zh) 新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质
CN109301870B (zh) 一种电力电子多馈入电力系统容量优化方法
CN110970905B (zh) 一种优化风电场电压控制能力的多电源无功配合方法及系统
CN112072692A (zh) 一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置
CN113191675A (zh) 多直流送端电网规划方案适应性评估方法及系统
Zou et al. Modeling for large-scale offshore wind farm using multi-thread parallel computing
CN113595153B (zh) 一种新能源集群的输出功率优化方法及装置
CN111835005B (zh) 确定新能源基地电网输送能力的方法、装置及相关设备
CN109995094B (zh) 一种交直流混合微电网的规划方法及系统
CN114400660A (zh) 一种风电光伏制氢系统配比确定方法及系统
CN114520517A (zh) 一种考虑储能、svg的新能源多场站短路比计算方法及系统
CN111641204B (zh) 一种分布式能源准入容量的计算方法及装置
CN108448595B (zh) 一种光伏-串补系统时域仿真小扰动分析方法及系统
Carpinelli et al. A Decision Theory Approach for the Multi-objective Optimal Allocation of Active Filters in Smart Grids
Wang et al. Equivalent Modeling of PV Cluster Dynamic Process Based on K-medoids Clustering
CN111784086A (zh) 一种直流配用电系统供电方案评估方法及系统
Almabsout et al. Enhanced Real Coded Genetic Algorithm for Optimal DG Placement in a Radial Distribution System
CN117913844B (zh) 新能源基地的调相机优化配置方法及系统、设备、介质
CN116384152B (zh) 一种风电场场站的三相电压不平衡适应性测试方法及装置
Dash et al. A Critical Analysis of Modeling Aspects of D-STATCOMs for Optimal Reactive Power Compensation in Power Distribution Networks. Energies 2022, 15, 6908

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant