CN115829264A - 高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法及系统 - Google Patents
高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测方法及系统，属于电压稳定性分析技术领域。本发明，方法包括：确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。本发明可以有效地对高比例新能源电力系统的电压支撑强度进行实时监测，分析系统静态电压稳定裕度，定位系统的薄弱点，保障高比例新能源电力系统的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及高比例新能源电力系统电压稳定性分析技术领域，并且更具体地，涉及一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法及系统。
背景技术
电压支撑强度这一抽象概念依据明确的判断标准得以具象，量化高比例新能源电力系统电压支撑强度的各类静态指标其本质是以系统达到传输功率极限作为静态电压稳定的临界点，高比例新能源电力系统处于临界稳定状态时对应的短路比为临界短路比。以临界短路比为稳定判据，通过比较短路比与临界短路比可以判断系统的稳定裕度。
针对高比例新能源电力系统静态电压安全稳定的实时监测，一方面，当前短路比计算基于离线数据，需要系统拓扑、新能源出力等参数，难以实现实施量测；另一方面，短路比构建方法的多样性导致其对应的临界短路比存在计算不统一的问题，电压支撑强度强弱划分标准尚未达成一致。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法，包括：
获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，及所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时判别指标；
基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
可选的，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。
可选的，实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
可选的，静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时临界短路比指标。
可选的，预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
再一方面，本发明还提供了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的系统，包括：
第一指标单元，用于获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；
第二指标单元，基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；
裕度单元，用于基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
判别单元，用于根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
可选的，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。
可选的，实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
可选的，静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时判别指标。
可选的，预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。
再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了本发明提出了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法，包括：获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。本发明可以有效地对高比例新能源电力系统的电压支撑强度进行实时监测，分析系统静态电压稳定裕度，定位系统的薄弱点，保障高比例新能源电力系统地安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明系统的结构图。
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。
实施例1：
本发明提出了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法，如图1所示，包括：
步骤1、获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；
步骤2、基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；
步骤3、基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
步骤4、根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
其中，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。
其中，实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
其中，静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时临界短路比指标。
其中，预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
实施例2：
本发明还提供了一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的系统200，如图2所示，包括：
第一指标单元201，用于获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，
第二指标单元202，基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；
裕度单元203，基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
判别单元204，用于根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
其中，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。。
其中，实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
其中，静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时判别指标。
其中，预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
本发明可以有效地对高比例新能源电力系统的电压支撑强度进行实时监测，分析系统静态电压稳定裕度，定位系统的薄弱点，保障高比例新能源电力系统地安全稳定运行。
实施例3：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中方法的步骤。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中方法的步骤。
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。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；
基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；
基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时临界短路比指标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
6.一种高比例新能源电力系统临界短路比实时监测的系统，其特征在于，所述方法包括：
第一指标单元，获取高比例新能源电力系统的运行参数，基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标；
第二指标单元，基于所述运行参数，确定判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标；
裕度单元，基于所述实时短路比指标和实时临界短路比指标，得到用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标；
判别单元，根据所述静稳裕度指标和用于判别所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的预设裕度量化标准，判别高比例新能源电力系统是否为临界状态。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基于所述运行参数，确定用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，包括：
基于所述运行参数，建立所述高比例新能源电力系统的等值分析模型，所述等值分析模型，如下：
其中，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压，Zi为系统戴维南等值阻抗，
为节点i流入系统的等值电流；
根据所述等值分析模型，建立用于量化评估所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的实时短路比指标，所述实时短路比指标，如下：
其中，RTSCRi为实时短路比指标，下标P为在以标称电压为基准电压的标幺制下，下标i为节点编号，
为系统戴维南等值电势，
为新能源并网节点i的实时运行电压。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述高比例新能源电力系统电压支撑强度静稳极限的实时临界短路比指标，如下：
其中，RTCSCRi为实时临界短路比指标，EP,i为系统戴维南等值电势
的模值，UP,i为新能源并网节点i的实时运行电压
的幅值。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述高比例新能源电力系统电压支撑强度的静稳裕度指标，如下：
RTΔi＝RTSCRi-RTCSCRi
其中，RTΔi为静稳裕度指标，RTSCRi为实时短路比指标，RTCSCRi为实时判别指标。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设裕度量化标准，如下：
若静稳裕度指标RTΔi的值大于0，则确定高比例新能源电力系统处于稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值等于0，则确定高比例新能源电力系统处于静态电压临界稳定状态；
若静稳裕度指标RTΔi的值小于0，则确定高比例新能源电力系统处于失稳状态。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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