CN112564175B - 新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质 - Google Patents

新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN112564175B CN202110188343.5A CN202110188343A CN112564175B CN 112564175 B CN112564175 B CN 112564175B CN 202110188343 A CN202110188343 A CN 202110188343A CN 112564175 B CN112564175 B CN 112564175B
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Abstract

本发明公开了新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质。该方法包括：分析多新能源场站接入系统中新能源场站并网点数量n；确定与各新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵；根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵、该新能源场站并网点电压的共轭和其它（n‑1）个新能源场站并网点电压的共轭、与该新能源场站并网点对应的（n‑1）个复数功率折算因子、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它（n‑1）个新能源场站并网点注入的新能源视在功率，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。该方法科学、合理、与工程实用一致性好，适用于评价多新能源场站接入系统的电压强度。

Description

新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质
技术领域
本发明属于电力系统安全稳定分析技术领域，涉及新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质。
背景技术
近年来，以双馈风机、直驱风机、光伏为代表的新能源发电设备在我国电网中大规模接入。现有新能源发电设备大多采用跟踪电网电压的控制模式，需要交流电网为其提供电压支撑。
随着新能源在系统中占比的不断增加，局部地区出现了新能源并入弱交流电网的场景，引发宽频带振荡、过电压等电网不稳定运行现象，甚至造成新能源大规模脱网。
为保证电网中新能源接入规模及运行方式达到合理水平，亟需提出用于评价新能源接纳能力的实用化工程指标，直观有效地衡量多新能源场站接入系统电压强度，进而对新能源接入规模进行量化评估。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质，以解决现有技术中难以评价多新能源场站接入系统的电压强度的问题。
第一方面，本发明提供一种新能源多场站短路比计算方法，用于多新能源场站接入系统，包括：
分析多新能源场站接入系统中新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素、该新能源场站并网点电压的共轭和其它（n-1）个新能源场站并网点电压的共轭，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素、该新能源场站并网点电压的共轭、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及所述（n-1）个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
具体地，针对任一新能源场站并网点i，确定其对应的新能源多场站短路比时，还包括：
根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
在所述等值阻抗的电抗幅值与所述等值阻抗的电阻值的比值不小于预先确定的阻抗比门槛值及各新能源场站并网点的电压相角相近时，
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个实数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点的三相短路容量、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及所述（n-1）个实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
具体地，所述的计算方法，还包括：
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不具有接入当前n个新能源场站并网点注入的新能源有功功率的能力；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，将当前n个新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模；或
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不小于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
具体地，所述的计算方法，还包括：
分析所述多新能源场站接入系统中的新能源发电设备电网侧接入点的数量m，其中，m为正整数；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据戴维南等值方法确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤k≤m；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行各元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭和其它（m-1）个新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭，确定与该新能源发电设备电网侧接入点对应的（m-1）个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行k列元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭、该新能源发电设备电网侧接入点标称电压、该新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率和其它（m-1）个新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率及所述（m-1）个复数功率折算因子，确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比。
具体地，所述的计算方法，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不支持当前m个新能源发电设备电网侧接入点的运行条件；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不支持当前m个新能源发电设备电网侧接入点的运行条件。
具体地，所述的计算方法，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值，且所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，将全部新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率之和或全部新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模。
具体地，所述的计算方法，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源场站并网点的强弱程度；
将所述针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度和所述针对新能源场站并网点的强弱程度中的较弱一个作为所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
第二方面，本发明提供一种新能源多场站短路比计算装置，用于多新能源场站接入系统，包括：
多新能源场站接入系统分析单元，用于分析多新能源场站接入系统中新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
等值阻抗矩阵确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
新能源多场站短路比确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素、该新能源场站并网点电压的共轭和其它（n-1）个新能源场站并网点电压的共轭，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素、该新能源场站并网点电压的共轭、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及所述（n-1）个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
具体地，所述的计算装置，还包括：
等值阻抗确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，在确定其对应的新能源多场站短路比时，根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
快速新能源多场站短路比确定单元，用于在所述等值阻抗的电抗幅值与所述等值阻抗的电阻值的比值不小于预先确定的阻抗比门槛值及各新能源场站并网点的电压相角相近时，
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个实数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点的三相短路容量、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及所述（n-1）个实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
第三方面，本发明提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现如第一方面所述的新能源多场站短路比计算方法。
与现有技术相比，本发明提供的新能源多场站短路比计算方法及装置，用于多新能源场站接入系统，考虑了系统不同节点之间各电气量的幅值和相位差，并计及了新能源发电设备无功的影响，提出的多场站短路比计算公式适用于计算各类不同场景下多新能源场站接入系统的短路比；推导了系统阻抗比X/R与短路比之间的关系；确定在X/R满足预先确定的阻抗比门槛值时，加入各场站之间电压相角相近的假设条件，得到了简化的多场站短路比计算公式；通过典型电网参数折算，确定了适用于评价多新能源场站接入系统电压强度的多场站短路比的临界值或取值范围。
本发明提供的新能源多场站短路比计算方法及装置，提出的多场站短路比计算公式科学、合理、与工程实用一致性好，适用于评价多新能源场站接入系统的强弱程度，能够在一定程度上反映系统的电压强度水平。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明优选实施方式的新能源多场站短路比计算方法的流程示意图；
图2为本发明优选实施方式的新能源多场站短路比计算装置的组成示意图；
图3为本发明优选实施方式中新能源单场站馈入交流系统的简化模型；
图4为本发明优选实施方式中新能源多场站馈入交流系统的简化模型；
图5为本发明优选实施方式中新能源单场站馈入交流系统的等效电路；
图6为本发明优选实施方式中P RE =1时，阻抗比X/R与短路比SCR的变化曲线；
图7为本发明优选实施方式中新能源发电设备经变压器馈入交流系统的等效电路；
图8为本发明优选实施方式中风机经两绕组变压器升压至并网点的示意图；
图9为本发明优选实施方式中风机经三绕组变压器两级升压至并网点的示意图；
图10为本发明优选实施方式中某特高压直流送端近区网架图；
图11为图10中网架经历不稳定振荡动态过程中汇集站C的A相电压有效值曲线；
图12为图10中网架在振荡抑制后的稳定动态过程中汇集站C的A相电压有效值曲线。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
以下为部分术语定义：
新能源多场站短路比，Multiple Renewable Energy Station Short CircuitRatio，简称MRSCR。短路比，Short Circuit Ratio，简称SCR。
多新能源场站接入系统，指多个新能源场站经并网点接入的交流电网。
随着新能源在系统中占比的不断增加，局部地区出现了新能源并入弱交流电网的场景，引发宽频带振荡、过电压等电网不稳定运行现象，甚至造成新能源大规模脱网。为评价新能源接入后电网稳定性，直观有效地衡量多新能源场站接入系统的电压强度，短路比是一个相对直观、简单方便的方式。多新能源场站接入系统的短路比计算与传统多直流馈入系统的短路比计算存在较大差别。首先，多馈入直流短路比计算中关注的直流接入点大多为换流站交流母线，落点较少且电压等级较高。其次，多新能源场站接入系统实际运行中，初始方式下，新能源发电设备往往提供无功功率用以补偿新能源场站内部送出线路的无功损耗。最后，新能源覆盖范围较大时，各母线节点的阻抗角及初始相位角均可能存在较大差异。
目前，在多新能源场站接入系统强度评价指标方面，基于传统直流短路比，并忽略新能源多场站间交互作用对系统强度的影响，也即，考虑所有电力电子设备都连接在同一交流落点且假设各电力电子设备（包括变流器）没有相互作用，已经提出有加权短路比（Weighted Short Circuit Ratio，简称WSCR）、复合短路比（Composite Short CircuitRatio，简称CSCR）及类似多馈入直流的等效短路比（Equivalent Short Circuit Ratio，简称ESCR）等来评估新能源场站并网点的接入强度。考虑电力电子设备分别连接在不同交流落点且假设各电力电子设备没有相互作用，还提出有场站位置相关短路比（Site-Dependent Short Circuit Ratio，简称SDSCR）。
但是，上述各种新能源多场站短路比因为假设条件过多而与工程实际一致性差，导致计算结果的准确性不足，可用性不强。
为保证新能源多场站短路比达到合理水平，亟需提出理论科学、工程实用的新能源多场站短路比指标，以直观有效地衡量多新能源场站接入系统的强度，进而对新能源接入规模进行量化评估或对新能源运行条件进行量化评估。
为了评价多新能源场站接入系统的电压强度水平，本发明实施例的新能源多场站短路比计算方法，分别计算针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比和针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比。
具体地，每一个新能源发电设备对应有一个新能源发电设备电网侧接入点，也对应有一个针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比；每一个新能源场站（包括多台新能源发电设备、汇集线路及升压变压器）对应有一个新能源场站并网点，也对应有一个针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比。
本发明实施例的新能源多场站短路比计算计算方法，既考虑了各新能源场站在电网中的位置，也考虑了新能源发电设备的位置；利用计算得到的多场站短路比，结合预先确定的临界值，可以准确、快速地判断向指定的交流电网中接入指定容量的多个新能源场站后系统的电压强度。
具体地，在判断系统强度时，针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比和针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比这两者均需要满足临界短路比要求。如，针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比大于1.5（也即下临界值）且针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比在2.0~2.5（也即下临界值）之间时，则可以认为接入指定的全部新能源场站是交流电网能承受的，可满足该多个新能源场站所接入新能源发电设备的正常运行需求（也即满足运行条件）。
如图1所示，本发明一个实施例的新能源多场站短路比计算方法，用于多新能源场站接入系统，包括：
步骤S10：分析多新能源场站接入系统中的新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
步骤S20：针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
步骤S30：针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素（包括
Figure 728436DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 724205DEST_PATH_IMAGE002
），该新能源场站并网点电压的共轭
Figure 35100DEST_PATH_IMAGE003
和其它（n-1）个新能源场站并网点电压的共轭，确定该新能源场站并网点对应的（n-1）个复数功率折算因子，其中，
Figure 492626DEST_PATH_IMAGE004
是当前的新能源场站并网点i和其他的新能源场站并网点j之间的复数功率折算因子，1≤j≤n,i≠j，新能源场站并网点j电压的共轭记为
Figure 87425DEST_PATH_IMAGE005
：
Figure 441046DEST_PATH_IMAGE006
；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素
Figure 239237DEST_PATH_IMAGE007
、该新能源场站并网点电压的共轭
Figure 703717DEST_PATH_IMAGE008
、该新能源场站并网点标称电压
Figure 654486DEST_PATH_IMAGE009
、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及该新能源场站并网点对应的（n-1）个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比MRSCRi，其中，新能源场站并网点j注入的新能源视在功率记为
Figure 179009DEST_PATH_IMAGE010
：
Figure 464496DEST_PATH_IMAGE011
。
具体地，针对任一新能源场站并网点i，确定其对应的新能源多场站短路比时，还包括：
根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
在所述等值阻抗的电抗幅值X与所述等值阻抗的电阻值R的比值X/R不小于预先确定的阻抗比门槛值、且各新能源场站并网点电压的相角相近时，根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素（包括
Figure 998246DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 302057DEST_PATH_IMAGE013
），确定该新能源场站并网点对应的（n-1）个实数功率折算因子，其中，
Figure 263060DEST_PATH_IMAGE014
是当前的新能源场站并网点i和其他的新能源场站并网点j之间的实数功率折算因子：
Figure 35844DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 842126DEST_PATH_IMAGE016
是
Figure 767488DEST_PATH_IMAGE017
的幅值；
Figure 368233DEST_PATH_IMAGE018
是
Figure 628313DEST_PATH_IMAGE019
的幅值。
根据获取的该新能源场站并网点i的三相短路容量
Figure 238286DEST_PATH_IMAGE020
、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率
Figure 516690DEST_PATH_IMAGE021
和其它的（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及该新能源场站并网点对应的（n-1）实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比MRSCRi，其中，新能源场站并网点j注入的新能源有功功率记为
Figure 819495DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 301292DEST_PATH_IMAGE023
。
具体地，用于多新能源场站接入系统的多场站短路比计算的阻抗比X/R的门槛值为10。
具体地，还包括：
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不具有接入当前n个新能源场站并网点注入的新能源有功功率的能力；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，将当前n个新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模；或
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不小于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
具体实施时，多新能源场站接入系统的强弱程度采用电压强度来表示。
具体地，使用2.0～2.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值；使用3.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值。
具体地，若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比大于上临界值3.5，则判定该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平，系统具有较强的静态电压稳定裕度，为较强电压强度水平；若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比小于下临界值2.0～2.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，也即该多新能源场站接入系统不能满足所接入的新能源发电设备正常运行的需求，为较弱电压强度水平；若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比在下临界值2.0~3.5与上临界值3.5之间，则可以认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源场站是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平。
具体地，还包括：
分析所述多新能源场站接入系统中的新能源发电设备电网侧接入点的数量m，其中，m为正整数；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据戴维南等值方法确定与该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤k≤m；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行各元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭和其它的（m-1）个新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭，确定与该新能源发电设备电网侧接入点对应的复数功率折算因子；
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行k列元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭、该新能源发电设备电网侧接入点标称电压、该新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率和其它（m-1）个新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率及该新能源发电设备电网侧接入点对应的（m-1）个复数功率折算因子，确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比。
具体地，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不支持当前m个新能源发电设备电网侧接入点的运行条件；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值不大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，判断所述多新能源场站接入系统不支持当前m个新能源发电设备电网侧接入点的运行条件。
具体地，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值，且所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，将全部新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率之和或全部新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模。
具体地，使用1.5作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值；使用2作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值。
具体地，若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均大于上临界值2，则该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平，系统具有较强的静态电压稳定裕度，为较强电压强度水平；若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均小于下临界值1.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，也即该多新能源场站接入系统不能满足所接入的新能源发电设备正常运行的需求，为较弱电压强度水平；若针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比在下临界值和上临界值之间（即1.5~2），则可以认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源发电设备是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平。
具体地，还包括：
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度；
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，根据所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源场站并网点的强弱程度；
将所述针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度和所述针对新能源场站并网点的强弱程度中的较弱一个作为所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
具体地，根据各新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比和各新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比，确定所述多新能源场站接入系统的强弱程度：
1）若任一新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比均大于上临界值3.5，且任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均大于上临界值2，则该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平，系统具有较强的静态电压稳定裕度，为较强电压强度水平；
2）若任一新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比均在上临界值与下临界值之间，且任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比也均在上临界值与下临界值之间，则接入指定的全部新能源场站是该多新能源场站接入系统的交流电网能承受的，该多新能源场站接入系统属于中等电压强度水平；
3）若任一新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比均小于其下临界值，且任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均小于其下临界值，则该多新能源场站接入系统的电压强度较弱，难以满足所接入的新能源发电设备的正常运行需求，为较弱电压强度水平；
4) 若任一新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比均在上临界值与下临界值之间，且任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均小于下临界值，则该多新能源场站接入系统的电压强度较弱，难以满足所接入的新能源发电设备的正常运行需求，为较弱电压强度水平；
5)若任一新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比均小于其下临界值，且任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均在其上临界值与下临界值之间，则该多新能源场站接入系统的电压强度较弱，难以满足所接入的新能源发电设备的正常运行需求，为较弱电压强度水平。
通常，中等电压强度水平及较强电压强度水平时，则该多新能源场站接入系统支持当前接入的全部新能源发电设备的运行条件；较弱电压强度水平时，则该多新能源场站接入系统无法满足接入的新能源发电设备的基本运行条件。
以下对本发明实施例新能源多场站短路比计算方法中应用的公式进行推导。推导的流程大致为：基于电力系统短路比的物理本质，给出了计及新能源多场站间相互影响的新能源多场站短路比计算公式（3-1）和（3-2）；假设各场站节点的电压相角相近，且在阻抗比X/R满足门槛值时，得到简化的、更实用化的新能源多场站短路比计算公式（7）；为了根据针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比确定电压强度多新能源场站接入系统的电压强度，在对大量运行或规划中的接入系统短路比进行计算及统计的基础上，确定了评价电压强度多新能源场站接入系统电压强度的短路比临界指标。具体包括以下1）至4）等4个方面的内容。
1）新能源场站短路比
1.1）单端口戴维南等值新能源场站短路比
通过戴维南等值方法，将各新能源单独接入交流系统时，其等值模型如图3所示。这时，新能源接入的交流系统简化为理想电压源串联等值阻抗。
通常而言，电力网络中任一节点的短路容量等于该节点三相短路电流与该节点标称电压的乘积，是电力系统电压稳定强度的标志之一。将任一节点的短路容量与该节点连接的电气设备（含电力电子设备）容量的比值定义为该节点的短路比。
参考上述短路比的定义，确定图3中所示的新能源场站并网点的新能源场站短路比RSCR S 为：
Figure 714956DEST_PATH_IMAGE024
(1-1)
式(1-1)中：
Figure 349331DEST_PATH_IMAGE025
指该新能源场站并网点的三相短路容量
Figure 823037DEST_PATH_IMAGE026
的幅值；
Figure 792130DEST_PATH_IMAGE027
为并网点母线上新能源发电设备的实际注入功率（MW）。应该理解为，新能源场站并网点通常为新能源升压站高压侧母线，其电压等级通常为110kV/220kV/330kV。
参考上述短路比的定义，确定图3所示的新能源发电设备电网侧接入点（其与新能源发电设备对应）对应的新能源场站短路比RSCR G 为：
Figure 743906DEST_PATH_IMAGE028
(1-2)
式(1-2)中：
Figure 996901DEST_PATH_IMAGE029
指新能源发电设备电网侧接入点的三相短路容量
Figure 641509DEST_PATH_IMAGE030
的幅值；
Figure 363478DEST_PATH_IMAGE031
为新能源发电设备电网侧接入点的实际注入功率（MW）。
针对多新能源场站接入系统中的任一新能源，仅利用式（1-1）或（1-2），以戴维南等值方法计算得到的针对新能源场站并网点的新能源场站短路比RSCR S 或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源场站短路比RSCR G 的计算结果均不够准确。
另一方面，因为没有考虑各新能源间相互影响，利用式（1-1）或（1-2）计算得到的短路比结果偏于乐观，用于评价接入系统的电压强度的实用意义较小。
1.2）多端口戴维南等值的新能源多场站短路比
利用戴维南等值方法，在n个新能源场站并网点接入新能源的交流系统的等值模型如图4所示。
短路比的物理本质是衡量设备接入系统后，系统标称电压与设备产生电压之间的相对大小。
基于上述短路比的物理本质，第i个新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比MRSCR Si 可表示为：
Figure 118944DEST_PATH_IMAGE032
(2-1) ；
式(2-1)中，
Figure 462332DEST_PATH_IMAGE033
为第i个并网母线节点标称电压，通常为110kV/220kV/330kV；
Figure 277841DEST_PATH_IMAGE034
为设备（新能源）发电功率在第i个节点上产生的电压，下标RE表示新能源发电设备或新能源场站；
Figure 221526DEST_PATH_IMAGE035
为第i个新能源发电设备或新能源场站提供的短路电流；
Figure 983946DEST_PATH_IMAGE036
为第j个新能源发电设备或新能源场站提供的短路电流；
Figure 696687DEST_PATH_IMAGE037
为新能源并网母线处的交流电网等值阻抗矩阵Z eq 的第i行、j列元素。
令第i个并网母线节点的实际运行电压为
Figure 666786DEST_PATH_IMAGE038
，将式(2-1)的分子分母同乘
Figure 97767DEST_PATH_IMAGE039
，可得MRSCR Si ：
Figure 195036DEST_PATH_IMAGE040
(3-1) ；
其中，
Figure 575333DEST_PATH_IMAGE041
为第i个新能源场站并网点电压的共轭；
式中，
Figure 467066DEST_PATH_IMAGE042
为第i个新能源并网母线节点注入的新能源实际视在功率；
Figure 385343DEST_PATH_IMAGE043
为第j个新能源并网母线节点注入的新能源实际视在功率；
Figure 286303DEST_PATH_IMAGE044
为新能源并网母线i和j之间的复数功率折算因子，反映了各新能源场站并网点电气量之间的相位和幅值差异。
基于上述短路比的物理本质，系统中第k个新能源发电设备电网侧接入点的短路比MRSCR Gk 可表示如下式，记系统中有m个新能源风机（也即新能源发电设备），1≤k≤m：
Figure 957325DEST_PATH_IMAGE045
(2-2)；
应该理解为，式(2-2)中对应于新能源发电设备电网侧接入点的各符号的定义同式(2-1)中对应于新能源场站并网点的各符号。
将式(2-2)分子分母同乘以
Figure 285538DEST_PATH_IMAGE046
，可得：
Figure 425532DEST_PATH_IMAGE047
(3-2) ；
应该理解为，式(3-2)中对应于新能源发电设备电网侧接入点的各符号的定义同式(3-1)中对应于新能源场站并网点的各符号。
至此，式（3-1）和式（3-2）考虑了不同类型节点（新能源发电设备电网侧接入点或新能源场站并网点）之间电气量的幅值及相位差异，计及了新能源发电设备无功的影响，适用于各类不同场景下多新能源场站接入系统的短路比计算。
2）阻抗比（X/R）对短路比的影响
发生短路故障后，由于新能源发电设备中的电力电子设备的作用，风电场接入系统的阻抗将发生变化，变化的阻抗不仅会导致风电场机端电压幅值下降，还会导致电压相角的变化，这种现象通常称为“相角跃变”。大的相角跃变可能导致暂态电流较高，并导致锁相环无法正确跟踪电压，进而影响风电场的故障穿越能力。
传统的用于衡量系统电压稳定性的短路比仅考虑了交流系统等值阻抗的幅值大小，并未考虑阻抗角的影响。而阻抗比X/R在电压等级不同时会有较大差别。
将图3中的新能源馈入交流系统中新能源侧的等值阻抗和主网侧的等值阻抗合并，进一步简化为图5所示的等效电路。
图5所示的交流系统，在系统中线路电阻R不能忽略时，该新能源馈入交流系统的等值阻抗记为
Figure 864604DEST_PATH_IMAGE048
，其阻抗角φ可以由阻抗比X/R表示如下：
Figure 157176DEST_PATH_IMAGE049
(4)
该新能源馈入交流系统的潮流方程为：
Figure 453028DEST_PATH_IMAGE050
(5)
式（5）中，
Figure 80319DEST_PATH_IMAGE051
为新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点母线电压幅值；θ为新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点母线电压相角；
Figure 572349DEST_PATH_IMAGE052
为新能源注入的视在功率；
Figure 703116DEST_PATH_IMAGE053
为新能源注入的有功功率；
Figure 373132DEST_PATH_IMAGE054
为新能源注入的无功功率；
Figure 487718DEST_PATH_IMAGE055
为交流系统等值电源的幅值。
从式（5）可知，该交流系统的最大传输功率与短路比SCR、阻抗角φ均有关。
将式(1-1)或(1-2)定义的短路比SCR代入式（5）并做等式变换，则SCR与X/R满足以下等式：
Figure 19325DEST_PATH_IMAGE056
(6) ；
设置
Figure 332494DEST_PATH_IMAGE057
=1（如标幺值），并令
Figure 173411DEST_PATH_IMAGE058
在-1到1范围内按照预先设定的步长间隔取值，利用式(6)，从0开始为X/R 赋值，确定与任一X/R对应的 SCR的数值；并进一步地，确定X/R相对于SCR的导数值。
在
Figure 758982DEST_PATH_IMAGE059
分别取-1、-0.5、0、0.5和1这5个数值时时，SCR的导数值（纵轴）与X/R（横轴）的关系如图6所示。从图6可知，这5条曲线均为先递增再递减的趋势。进一步地，分别确定SCR的导数值为0.01时所对应的X/R值。
具体地，在顶点右侧，当X/R>10时，SCR关于X/R的导数，也即图6中的纵坐标已小于0.01。
因此，可以得到以下结论：无论是感性系统（
Figure 140285DEST_PATH_IMAGE060
为正值）还是容性系统（
Figure 511224DEST_PATH_IMAGE060
为负值），当X/R>10之后，X/R的变化对SCR值的影响基本可以忽略。因此，在X/R充分大时，在计算SCR时，可以忽略X/R及其变化的临界值。
以下确定在X/R大于临界值的情况，计算新能源多场站接入短路比的简化计算公式。
3）基于X/R数值简化新能源多场站短路比表达式
当计算新能源多场站短路比时，如果满足X/R>>10，则可以对式(3-1)进行以下简化，并得到式（7）：
Figure 273775DEST_PATH_IMAGE061
(7)
其中，
Figure 300636DEST_PATH_IMAGE062
(8)
上式中，
Figure 688892DEST_PATH_IMAGE063
为第i个新能源场站并网点的电压的幅值；
Figure 914337DEST_PATH_IMAGE064
为第j个新能源场站并网点的电压的幅值；
Figure 143062DEST_PATH_IMAGE065
为第i个新能源场站并网点的三相短路容量；
Figure 719537DEST_PATH_IMAGE066
为第i个新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点注入的新能源有功功率；
Figure 645905DEST_PATH_IMAGE067
为新能源并网母线处的交流电网等值阻抗矩阵Z eq 的第i行、j列元素；
Figure 7747DEST_PATH_IMAGE068
为第j个新能源发电设备电网侧接入点/场站并网点注入的新能源有功功率。
进一步地，在各新能源的电压相角相近时（也即，相位差异满足预先设定的阈值，如0.01），则有
Figure 626947DEST_PATH_IMAGE069
，将其带入式(7)，可以得到：
Figure 425139DEST_PATH_IMAGE070
（9-1）
其中，
Figure 155198DEST_PATH_IMAGE071
是新能源并网母线i和j之间的实数功率折算因子，反映了各新能源发电设备电网侧接入点/新能源场站并网点等值阻抗的幅值差异。
进一步地，提取复数功率折算因子后，由式(3-1)可以得到：
Figure 73344DEST_PATH_IMAGE072
(9-2)
其中，
Figure 394604DEST_PATH_IMAGE073
是新能源场站并网点i和新能源并网点j之间的复数功率折算因子，反映了不同新能源场站并网点电气量之间的相位差异和幅值差异；
Figure 680092DEST_PATH_IMAGE074
为第i个新能源场站并网点的新能源发电设备视在功率（也即并网点注入的新能源视在功率）；
Figure 698994DEST_PATH_IMAGE075
为第j个新能源场站并网点的新能源发电设备视在功率（也即并网点注入的新能源视在功率）。
综上，n个新能源场站同时接入交流系统时，系统中各新能源场站并网点的短路比MRSCR i 可表示为：
Figure 19117DEST_PATH_IMAGE076
。
应该理解为，由于新能源发电设备电网侧接入点的等值阻抗通常无法满足X/R>10的条件，因此计算新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比时计算时仍旧采用式(3-2)。
为了根据各新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比和各新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比来判断多新能源场站接入系统的强弱，从而对不同短路比的数值对应的电压强度水平进行判断，需要进一步结合电网运行实际情况，确定具有物理意义且强度不同的系统分别对应的短路比值，从而确定短路比可能的取值范围，并根据该范围，确定多个短路比临界值，从而根据短路比临界值，确定任一多新能源场站接入系统的电压强度。
4）新能源多场站接入的临界短路比
在图3所示的新能源单场站馈入的交流系统中，考虑新能源发电设备及线路等效阻抗及变压器及线路的等效阻抗，如图7所示，则新能源的等值阻抗
Figure 511279DEST_PATH_IMAGE077
可以表示为：
Figure 2172DEST_PATH_IMAGE078
(10)
图（7）及式（10）中，
Figure 74033DEST_PATH_IMAGE079
为新能源发电设备及线路的等效阻抗；
Figure 248662DEST_PATH_IMAGE080
为变压器及线路的等效阻抗；
Figure 114987DEST_PATH_IMAGE081
为交流系统的戴维南等值阻抗；
Figure 125799DEST_PATH_IMAGE082
为交流系统侧等效电压；
Figure 735772DEST_PATH_IMAGE083
为场站电压；
Figure 561646DEST_PATH_IMAGE084
为新能源发电设备变流器电压，也即机端电压。
记单位电压下的新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比为：
Figure 848140DEST_PATH_IMAGE085
(11)；
在计算新能源多场站短路比时，在新能源发电设备电网侧接入点所观察到的系统侧等值阻抗
Figure 329937DEST_PATH_IMAGE086
为：
Figure 743600DEST_PATH_IMAGE087
(12)；
则单位电压下的新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比为：
Figure 627243DEST_PATH_IMAGE088
(13)；
则新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比SCRG与新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比SCRS具有以下关系：
Figure 117261DEST_PATH_IMAGE089
(14)；
从式(14)可知，新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比SCRG小于新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比SCRS。
因此，针对任一电力网络，只要确定了新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比SCRG和新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比SCRS这两者中任一个的取值范围，就可以根据等值网络确定另外一个的取值范围。
以及，在综合了各种可能的电力网络的拓扑形式后，就可以根据这两者中任一个的取值范围，确定另一个的上限值，并将该上限值作为上临界值；或根据这两者中任一个的取值范围，确定另一个的下限值，并将该下限值作为下临界值。
经单个发电设备并网系统的电磁暂态仿真测试，不同新能源并网逆变器的新能源发电设备电网侧接入点短路比RSCRG在1.1~1.8之间时，会出现临界不稳定现象。近年来，结合运行实际，国内外对接入弱系统的新能源发电设备性能提出了要求。其中，澳大利亚电网要求任何发电设备均需在接入点短路比为1.5的系统条件下能够稳定运行，华为对此进行了测试验证。
从工程实际和需求角度，在开发该新能源多场站短路比计算方法时，选取新能源发电设备接入点处的RSCRG=1.5作为基本运行条件，在其之下，为较弱电压强度水平。进一步，考虑新能源发电设备电网侧接入点短路比为RSCRG=2时，可保证不同性能新能源发电设备的并网稳定性，其所接入的交流系统属于较强系统水平，在其之上，为较强电压强度水平。
以下以选取新能源临界短路比SCRG为1.5的数值为例，以西北电网中两种不同的典型场站升压结构，分别求取相应的新能源临界短路比SCRS。
风机经两绕组变压器升压至330kV，如图8所示。各符号含义与数值如表1所示。
Figure 86354DEST_PATH_IMAGE090
由于变压器阻抗
Figure 569288DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure 822284DEST_PATH_IMAGE092
中，X>>R，因此计算时可忽略R的大小。
当A处新能源临界短路比SCRG取值为1.5时，经过典型330kV/35kV两绕组变压器接入系统处，也即C点的新能源的临界短路比SCRS为：
Figure 201312DEST_PATH_IMAGE093
；
其中，
Figure 657702DEST_PATH_IMAGE094
为
Figure 413168DEST_PATH_IMAGE095
的幅值；
Figure 22135DEST_PATH_IMAGE096
为
Figure 572065DEST_PATH_IMAGE097
的幅值。
风机经三绕组变压器两级升压至330kV，如图9所示。各符号含义与数值如表2所示：
Figure 515750DEST_PATH_IMAGE098
由于各变压器阻抗中X>>R，因此计算时短路比时可忽略R的大小。
当A2处新能源临界短路比SCRG取值为1.5时，经过典型330kV/110kV/35kV三绕组变压器低压侧接入系统，也即C2处的新能源的临界短路比SCRS为：
Figure 855334DEST_PATH_IMAGE099
(15) 。
也即，当新能源发电设备电网侧接入点处SCRG满足1.5的基本运行条件时，考虑实际电网典型参数，折算到新能源场站并网点处的SCRS范围在1.7~2.1之间。进一步结合SCR及MRSCRS的大小关系可知，若新能源场站并网点的新能源多场站短路比MRSCRS在1.7~2.1之间，即可满足该新能源场站所接入新能源发电设备的正常运行需求。进一步结合大量仿真算例验证，保留一定工程裕度，确定新能源场站并网点的临界短路比MRSCRS取为2.0~2.5。
同理，若考虑SCRG=2，所接入的交流系统属于较强系统水平，或较强电压强度水平，则折算到新能源场站并网点处的短路比范围在2.5~3.3之间，相应的新能源场站并网点临界短路比MRSCRS可取为3.0~3.5；及若满足MRSCRS>3.5，则交流系统电压强度具有较大裕度，为较强电压强度水平。
如图2所示，本发明实施例的新能源多场站短路比计算装置，用于多新能源场站接入系统，包括：
多新能源场站接入系统分析单元100，用于分析多新能源场站接入系统中的新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
等值阻抗矩阵确定单元200，用于针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
新能源多场站短路比确定单元300，用于针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素、该新能源场站并网点电压的共轭和其它（n-1）个新能源场站并网点电压的共轭，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素、该新能源场站并网点电压的共轭、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及所述（n-1）个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
具体地，该计算装置，还包括：
等值阻抗确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，在确定其对应的新能源多场站短路比时，根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
快速新能源多场站短路比确定单元，用于在所述等值阻抗的电抗幅值与所述等值阻抗的电阻值的比值不小于预先确定的阻抗比门槛值及各新能源场站并网点的电压相角相近时，
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素，确定与该新能源场站并网点对应的（n-1）个实数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点的三相短路容量、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率和其它（n-1）个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及所述（n-1）个实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
具体实施时，还提供计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机程序，该计算机程序用于实现前述说明的新能源多场站短路比计算方法。
具体实施时，开发了新能源多场站短路比计算装置，用于执行图1所示的新能源多场站短路比计算方法，并嵌入到了商用软件电力系统分析综合程序（Power SystemAnalysis Synthesis Program，PSASP）中，作为程序中的新能源多场站短路比计算模块使用，简称PSASP-MRSCR。
综上，在梳理了新能源多场站接入后对电网安全稳定特性的影响后，提出了新能源多场站短路比MRSCR定义及临界指标，具体包括：
（1）针对衡量系统稳定性时，传统短路比仅考虑了交流系统戴维南等值阻抗幅值大小，并未考虑阻抗角的影响；提出的多场站短路比计算公式，考虑了不同节点之间各电气量幅值、相位差，并计及了新能源发电设备无功的影响，适用于评估各类不同场景下多新能源场站接入系统的电压强度；
（2）推导了系统阻抗比X/R与短路比之间的关系；确定在X/R满足预先确定的阻抗比门槛值时，加入各场站之间电压相角相近的假设条件，可以得到简化的多场站短路比计算公式。也即，在满足预先确定的阻抗比门槛值时，且各场站节点的电压相角相近时，新能源多场站短路比与现有技术中的短路比计算公式具有相同的形式；
（3）通过典型交直流混联电网参数折算，确定了适用于评价多新能源场站接入系统电压强度的多场站短路比的临界值或取值范围；
（4）提出的多场站短路比基于静态电压稳定的物理本质提出，能够在一定程度上反映系统的电压强度。
以下对确定的短路比计算方法及确定的临界短路比的有效性，进行仿真验证。以大规模新能源经特高压直流外送系统为例，验证提出的MRSCR评估指标的有效性。
某直流送端近区网架结构如图10所示，其中初始方式选取直流外送功率4000mW，通过汇集站A、汇集站B和汇集站C这三个汇集站汇入交流电网的新能源总出力12500mW。在初始方式基础上进一步考虑在新能源场站并网点配置分布式调相机方案（配置的各分布式调相机未在图10中示出），来考察不同运行条件下直流送端的电压强度。
基于该PSASP-MRSCR模块计算得到2种调相机配置方案下的并网点MRSCR S结果如表3所示。
表3 不同调相机配置下并网点MRSCRS
新能源场站并网点 初始方式无调相机 加装调相机
并网点1 2.41 3.28
并网点2 2.37 3.23
并网点3 2.08 2.86
并网点4 2.05 2.84
并网点5 1.96 2.58
并网点6 1.84 2.40
并网点7 1.97 2.69
并网点8 1.92 2.62
并网点9 2.08 2.92
并网点10 1.83 2.51
并网点11 1.99 2.78
并网点12 2.12 3.02
由表3结果可知，初始无调相机方式下各新能源场站并网点的MRSCRS最低值为1.83，不满足前述推荐的新能源场站并网点MRSCRS临界指标要求。
通过在并网点加装调相机，从各新能源场站并网点母线看进去的等值阻抗矩阵Z eq 变小，由式(10)可知各场站并网点母线MRSCRS增大。由表3中计算结果可知，加装调相机后，MRSCRS最低值为2.51，大于2.5这一临界指标要求。
进一步通过基于全电磁暂态仿真对上述结果进行验证。初始无调相机运行条件下，由于新能源多场站短路比未达到临界指标要求，扰动后系统中新能源机端电气量持续发生不稳定振荡现象。其中，汇集站C的A相电压瞬时值、B相电压瞬时值及C相电压瞬时值均展示为趋势相似的不稳定振荡动态过程。汇集站C的A相电压有效值（如图11所示），B相电压有效值及C相电压有效值也均展示为趋势相似的不稳定振荡动态过程。
以上仿真结果表明，在系统新能源多场站短路比MRSCR较低时，交流系统电压支撑能力不足，可能是引起振荡失稳现象的原因之一。
根据表3计算结果，通过加装调相机增大系统各并网点母线MRSCRS，在相同的新能源发电设备模型及控制参数下，电磁暂态初始工况下的失稳现象得到了抑制。其中，汇集站C的A相电压瞬时值、B相电压瞬时值及C相电压瞬时值均展示为趋势相似的不稳定振荡抑制后的稳定动态过程。汇集站C的A相电压有效值（如图12所示），B相电压有效值及C相电压有效值也均展示为趋势相似的不稳定振荡抑制后的稳定动态过程。
上述分析表明，MRSCR对于多新能源场站接入的交流系统的电压强度具有较好的指征能力，验证了前述提出的MRSCR临界指标的有效性。仿真结果验证了提出的多场站短路比计算方法是科学合理的；利用新能源多场站短路比及新能源多场站短路比及短路比临界指标对多新能源场站接入系统进行强度评价是有效的。
应该理解为，针对新能源多场站短路比的数值在临界短路比附近的交流系统，还需进一步开展大电网全电磁暂态仿真研究。
另外，由于新能源多场站短路比指标是一种静态电压稳定分析方法，忽略了新能源发电设备的动态控制特性，仅可近似分析系统的小扰动电压稳定性，后续将进一步公开反映系统宽频带振荡动态特性的短路比量化评估指标的相关方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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、嵌入式处理机或其它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它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它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它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它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，从而在计算机或其它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。
以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其它的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (5)

1.一种新能源多场站短路比计算方法，用于多新能源场站接入系统，既考虑各新能源场站在电网中的位置，也考虑各新能源发电设备在电网中的位置，包括：
分析多新能源场站接入系统中新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素、该新能源场站并网点电压的共轭和其它n-1个新能源场站并网点电压的共轭，确定与该新能源场站并网点对应的n-1个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素、该新能源场站并网点电压的共轭、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它n-1个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及所述n-1个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比；
分析多新能源场站接入系统中新能源发电设备电网侧接入点的数量m，其中，m为正整数；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据戴维南等值方法确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤k≤m；
针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行各元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭和其它m-1个新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭，确定与该新能源发电设备电网侧接入点对应的m-1个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行k列元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭、该新能源发电设备电网侧接入点标称电压、该新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率和其它m-1个新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率及所述m-1个复数功率折算因子，确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比；
确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值，
且所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，
将全部新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率之和或全部新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模；
在判断系统强度时，针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比和针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比这两者均需要满足临界短路比要求，具体包括：
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，
根据所述针对新能源场站并网点新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源场站并网点的强弱程度：
使用2.0～2.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值；使用3.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比大于上临界值3.5，则判定该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比小于下临界值2.0～2.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，为较弱电压强度水平；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比在下临界值2.0~2.5与上临界值3.5之间，则认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源场站是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，
根据所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度：
使用1.5作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值；
使用2作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值；
若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均大于上临界值2，则该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平；
若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均小于下临界值1.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，为较弱电压强度水平；
若针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比在下临界值1.5和上临界值2之间，则认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源发电设备是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平；
将所述针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度和所述针对新能源场站并网点的强弱程度中的较弱一个作为所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
2.根据权利要求1所述的计算方法，
针对任一新能源场站并网点i，确定其对应的新能源多场站短路比时，还包括：
根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
在所述等值阻抗的电抗幅值与所述等值阻抗的电阻值的比值不小于预先确定的阻抗比门槛值及各新能源场站并网点的电压相角相近时，
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素，确定与该新能源场站并网点对应的n-1个实数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点的三相短路容量、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率和其它n-1个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及所述n-1个实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
3.一种新能源多场站短路比计算装置，用于多新能源场站接入系统，既考虑各新能源场站在电网中的位置，也考虑各新能源发电设备在电网中的位置，包括：
针对并网点的多新能源场站接入系统分析单元，用于分析多新能源场站接入系统中新能源场站并网点数量n，其中，n为正整数；
针对并网点的等值阻抗矩阵确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，根据戴维南等值方法确定与该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤i≤n；
针对并网点的新能源多场站短路比确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素、该新能源场站并网点电压的共轭和其它n-1个新能源场站并网点电压的共轭，确定与该新能源场站并网点对应的n-1个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行i列元素、该新能源场站并网点电压的共轭、该新能源场站并网点标称电压、该新能源场站并网点注入的新能源视在功率和其它n-1个新能源场站并网点注入的新能源视在功率及所述n-1个复数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比；
针对电网侧接入点的多新能源场站接入系统分析单元，用于分析所述多新能源场站接入系统中的新能源发电设备电网侧接入点的数量m，其中，m为正整数；
针对电网侧接入点的等值阻抗矩阵确定单元，用于针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据戴维南等值方法确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵，其中，1≤k≤m；
针对电网侧接入点的新能源多场站短路比确定单元，用于针对任一新能源发电设备电网侧接入点k，根据以下步骤确定其对应的新能源多场站短路比：
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行各元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭和其它m-1个新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭，确定与该新能源发电设备电网侧接入点对应的m-1个复数功率折算因子；
根据获取的该新能源发电设备电网侧接入点对应的等值阻抗矩阵中的第k行k列元素、该新能源发电设备电网侧接入点电压的共轭、该新能源发电设备电网侧接入点标称电压、该新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率和其它m-1个新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率及所述m-1个复数功率折算因子，确定该新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比；
接入规模确定单元，用于确定全部新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值；
确定全部新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比中的最小值作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值，
且所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，
将全部新能源发电设备电网侧接入点注入的新能源视在功率之和或全部新能源场站并网点注入的新能源有功功率之和作为所述多新能源场站接入系统的接入规模；
强弱程度确定单元，用于在判断系统强度时，针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比和针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比这两者均需要满足临界短路比要求，具体包括：
在所述针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值时，
根据所述针对新能源场站并网点新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源场站并网点的强弱程度：
使用2.0～2.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比下临界值；使用3.5作为针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比上临界值；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比大于上临界值3.5，则判定该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比小于下临界值2.0～2.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，为较弱电压强度水平；
若任一针对新能源场站并网点的新能源多场站短路比在下临界值2.0~2.5与上临界值3.5之间，则认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源场站是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平；
在所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值大于预先确定的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值时，
根据所述针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下限值最接近的针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值或针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值，确定所述多新能源场站接入系统针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度：
使用1.5作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比下临界值；
使用2作为针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比上临界值；
若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均大于上临界值2，则该多新能源场站接入系统的电压强度具有较大裕度，属于较强系统水平；
若任一新能源发电设备电网侧接入点对应的新能源多场站短路比均小于下临界值1.5，则判定该多新能源场站接入系统不满足接入指定的全部新能源场站的运行条件，为较弱电压强度水平；
若针对新能源发电设备电网侧接入点的新能源多场站短路比在下临界值1.5和上临界值2之间，则认为该多新能源场站接入系统接入指定的全部新能源发电设备是当前交流电网能承受的，为中等电压强度水平；
将所述针对新能源发电设备电网侧接入点的强弱程度和所述针对新能源场站并网点的强弱程度中的较弱一个作为所述多新能源场站接入系统的强弱程度。
4.根据权利要求3所述的计算装置，还包括：
等值阻抗确定单元，用于针对任一新能源场站并网点i，在确定其对应的新能源多场站短路比时，根据戴维南等值方法确定该新能源场站并网点相对于所述多新能源场站接入系统的等值阻抗；
快速新能源多场站短路比确定单元，用于在所述等值阻抗的电抗幅值与所述等值阻抗的电阻值的比值不小于预先确定的阻抗比门槛值及各新能源场站并网点的电压相角相近时，
根据获取的该新能源场站并网点对应的等值阻抗矩阵中的第i行各元素，确定与该新能源场站并网点对应的n-1个实数功率折算因子；
根据获取的该新能源场站并网点的三相短路容量、该新能源场站并网点注入的新能源有功功率和其它n-1个新能源场站并网点注入的新能源有功功率及所述n-1个实数功率折算因子，确定该新能源场站并网点对应的新能源多场站短路比。
5.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现如权利要求1至2中任一项所述的新能源多场站短路比计算方法。
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