CN116207736A - 一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质 - Google Patents

一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质 Download PDF

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CN116207736A CN202211653589.6A CN202211653589A CN116207736A CN 116207736 A CN116207736 A CN 116207736A CN 202211653589 A CN202211653589 A CN 202211653589A CN 116207736 A CN116207736 A CN 116207736A
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Abstract

本发明公开了一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质，该方法包括对含有外网模型的电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合；根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和拓扑节点集合形成节点导纳矩阵，处理节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；根据因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站对应节点的自阻抗和互阻抗；获取各节点发生三相短路故障时的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；根据短路容量、自阻抗和互阻抗，获得各节点新能源多场站短路比；根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。本申请考虑了外网模型、新能源压控电源的特性对新能源多场站短路比计算的影响，提高了计算结果的准确性。

Description

一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质。
背景技术
随着我国风力、光伏为代表的新能源电源在电网中所占比例的不断升高，其对现有电网安全运行所带来的影响也日益显现，局部地区出现了新能源并入弱交流电网的场景，国家强制性标准GB38755-2019《电力系统安全稳定导则》明确要求新能源场站短路比应达到合理水平。
在进行含大规模风电、光伏等新能源场站短路比计算时，由于风电机组、光伏在发电机理、并网拓扑结构和控制方式等方面与同步发电机存在较大差异，并不能采用电压源与电抗串联的电路模型，导致传统的短路比计算程序不适用于求解新能源多场站的短路比计算，严重影响了新能源多场站短路比计算结果的精确性，从而对新能源接入规模的准确量化评估带来了重要影响。
经过初步检索现有关于新能源场站短路比方法的专利，现简要说明如下：中国专利文献公开的CN112531765A《一种新能源场站短路比确定方法及装置》涉及新能源技术领域，根据汇集站并网点的短路容量确定新能源场站的短路比，并没有说明并网点的短路容量如何准确计算得到。中国专利文献公开的CN107276110A《一种新能源场站短路比的计算方法及系统》涉及电力系统技术领域，通过建立等值节点阻抗矩阵考虑新能源机组有功功率计算新能源场站短路比。中国专利文献公开的CN109004690A《一种新能源多场站短路比全景化评估方法、系统、存储介质及计算设备》基于节点的强相关新能源机组集合计算节点的多场站短路比。中国专利文献公开的CN202110314710《一种配电网承载力的评估方法》属于配电网承载力评估领域，主要对配电网承载分布式新能源的能力进行评估。经分析这些方法都没有对电力调度自动化系统中考虑外网影响、新能源无功出力及考虑新能源电源压控特性实现新能源多场站短路比计算方法的说明。
因此，现有技术存在新能源多场站短路比计算时没有考虑外网影响导致计算准确度低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源多场站短路比计算方法、系统及存储介质，以解决现有技术中新能源多场站短路比计算没有考虑外网影响导致计算准确度低的问题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明公开了一种新能源多场站短路比计算方法，包括：
将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；
对所述电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，所述总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；
根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；
根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗；
获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；
根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；
根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
进一步地，在获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流之前还包括：
对电网模型一进行动态分区，形成电网主分区和N个电网子分区；
对含有新能源场站的电网，按照包含新能源发电的所有发电机、负荷的实际出力进行潮流计算，获得正常运行方式下所有节点的电压
Figure BDA0004011500860000031
采用基于潮流的短路电流计算方法，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000032
进一步地，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000033
包括：
当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压小于临界电压时，根据新能源电源的压控特性获得新能源电源的输出电流；当第s个电网子分区中不存新能源电源或根节点的电压大于临界电压，无需修改分区s分区中新能源电源的输出电流，当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于等于设定值时，获得新能源电源的输出电流修正量；
根据新能源电源的压控特性，根据节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000034
跌落情况迭代计算新能源电源输出电流修正量，求解电网所有节点的电压修正量；
当节点第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于设定值时，获得节点f发生三相短路时的电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000035
进一步地，所述对电网模型一进行动态分区包括：
采用节点分裂法将电网模型一进行分解；
基于电网模型一的运行方式进行动态分区，将220kV/330kV以上的电网划分为电网主分区，将220kV/330kV以下的电网划分为N个电网子分区。
进一步地，所述新能源多场站短路比的计算公式为：
Figure BDA0004011500860000041
其中：i为新能源场站拓扑节点编号，Saci为第i个新能源场站拓扑节点的短路容量；Sreq,i为第i个新能源场站考虑其它新能源场站影响后的等值功率；Zii为节点阻抗矩阵Z的第i行、i列元素；Zij为节点阻抗矩阵Z的第i行、j列元素；Srei为第i个新能源场站并网视在功率，Srej为第j个新能源场站并网视在功率。
进一步地，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表包括：
采用近似最小度排序方法对节点导纳矩阵中的节点编号进行重排序，计算节点导纳矩阵的因子表。
第二方面，本发明公开了一种新能源多场站短路比计算系统，其特征在于，包括：
拼接模块，用于将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；
拓扑分析模块，用于对所述电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，所述总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；
因子表生成模块，用于根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；
阻抗计算模块，用于根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗；
短路容量计算模块，用于获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；
短路比计算模块，用于根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；并用于根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
进一步地，在获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流之前还包括：
对电网模型一进行动态分区，形成电网主分区和N个电网子分区；
对含有新能源场站的电网，按照包含新能源发电的所有发电机、负荷的实际出力进行潮流计算，获得正常运行方式下所有节点的电压
Figure BDA0004011500860000051
采用基于潮流的短路电流计算方法，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000052
进一步地，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000053
包括：
当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压小于临界电压时，根据新能源电源的压控特性获得新能源电源的输出电流；当第s个电网子分区中不存新能源电源或根节点的电压大于临界电压，无需修改分区s分区中新能源电源的输出电流，当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于等于设定值时，获得新能源电源的输出电流修正量；
根据新能源电源的压控特性，根据节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000062
跌落情况迭代计算新能源电源输出电流修正量，求解电网所有节点的电压修正量；
当节点第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于设定值时，获得节点f发生三相短路时的电网所有节点电压
Figure BDA0004011500860000061
/>
第三方面，本发明公开了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本发明公开了一种电子设备，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述任一项所述方法的步骤。
根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：
本申请将上级电网模型及断面和本级电网模型及断面进行拼接，获得后续分析的电网模型，考虑了外网模型对新能源多场站短路比计算的影响，提高了新能源多场站短路比计算结果的准确性。
附图说明
图1为本发明计算方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本申请的短路比计算方法，获取上级、本级调度电网模型和断面并进行拼接，基于含有外部电网的拼接模型进行拓扑分析，形成节点支路模型，采用节点分裂法进行动态分层分区和最小度节点重排序并形成导纳矩阵因子表。采用使用基于潮流的方法计算短路情况下电网节点的初始电压，根据新能源压控电源的特性，修正新能源电源输出电流，通过迭代求解新能源并网点三相短路时的节点电压得到考虑新能源电源压控特性的并网点三相短路容量，采用连续回代法使用多线程并行技术实现新能源电源并网点节点自阻抗互阻抗的计算，从而快速得到新能源场站多场站短路比。本发明考虑了新能源电源的控制特性，计算得到的新能源场站并网节点的短路比精度更高，能更好地满足工程应用要求。
实施例1
本实施例公开了一种新能源多场站短路比计算方法，该方法包括将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；对电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，电网总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗；获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
本申请将上级电网模型及断面和本级电网模型及断面进行拼接，获得后续分析的电网模型，考虑了外网模型对新能源多场站短路比计算的影响，提高了新能源多场站短路比计算结果的准确性。
具体的，如图1所示，一种新能源多场站短路比计算方法，包括以下步骤：
步骤1、通过采用标准化的模型断面服务从上级和本级调控系统中分别获取上级及本级调度管辖电网的模型、实时量测，并将从上级调度获取的电网模型和本级调控系统中建模的含有新能源场站的电网模型进行拼接，得到包含外网模型的电网模型一作为计算新能源多场站短路比的电网模型。
在该步骤中，通过服务可以实现跨多级调度中心、调度系统获取电网模型、量测断面的广域获取，同时采用标准化的模型、量测断面服务可以由不同的软件供应商提供，无需模型和量测断面服务、新能源短路计算软件必需是同一家软件供应商。
通过上级和本级调控系统电网模型、断面数据的拼接，实现了计算模型的扩展，考虑外网模型对本级新能源多场站短路比计算的影响，提高了短路比计算结果的准确性。
步骤2、根据拼接的电网模型一的电网设备元件的连接关系及遥信分合状态进行网络拓扑分析，得到所有拓扑节点的集合为BSAll，其中新能源场站并网点(新能源场站升压站高压侧母线节点)拓扑节点集合记为BSre，设第i个新能源场站并网点拓扑节点编号为i，i∈BSre，同时有i∈BSAll，并形成电网的电气岛-节点-支路模型。
由于新能源场站新能源电源通常接入较低电压等级电网，同时由于新能源场站内的单台机组容量较小、数量较多，同时存在不同的新能源发电厂通过同一个节点进行并网，对新能源场站并网点形成拓扑节点集合BSre，在计算新能源多场站短路比时无需计算新能源站内单台发电机的短路比，采用计算新能源场站并网点(新能源场站升压站高压侧母线节点)的短路比。
步骤3、采用节点分裂法对电网模型一进行动态分层分区，拓扑搜索方法采用基于链表结构的广度快速搜索方法，形成电网主分区和N个电网子分区，其中第s个电气分区的根节点为节点sroot，该分区下所有电气节点集合为BSS，有sroot∈BSS，BSS∈BSAll。
在该步骤中，将电网在220kV变电站/330kV变电站高压侧节点，采用节点分裂法将电网进行分解，基于实时的电网运行方式进行动态分区，220kV/330kV以上电压等级的电网形成电网主分区，220kV/330kV以下网络形成N个电网子分区。保证了得到的所有电网分区内部都是联通的，各子分区之间是相互解耦独立，各子分区通过主分区网络才能相连。
步骤4、根据电网的设备电阻、电抗参数和拓扑节点形成电网的节点导纳矩阵Y，采用最小度节点排序方法进行重排序计算节点导纳矩阵的因子表LDU。
在本步骤中，由于新能源场站通常接入较低电压等级电网，当新能源场站覆盖范围较大时，各场站并网点的等值电阻、等值电抗根据接入点的电压等级不同存在较大差异，在根据电网的设备电阻、电抗参数和拓扑节点形成电网的节点导纳矩阵Y时，需要同时考虑设备的电阻和电抗。
节点导纳矩阵采用基于关联容器的稀疏格式进行存储，避免了传统基于数组的方式在运算之前需要多分配矩阵内存空间及其初始化工作，同时避免了自行设计复杂诸如二维链表、十字链表的数据结构实现矩阵的遍历、插入等操作，充分利用标准模板库提供的高效算法，最大程度降低无效的内存分配及矩阵存取操作。
由于节点编号顺序直接影响节点导纳矩阵因子表的稀疏度，对计算效率有着直接的影响，本发明根据节点导纳矩阵的非零元结构采用近似最小度排序方法对节点编号进行重排序以减少因子分解过程中的注入元数量，对重新排序后的节点导纳矩阵采用高斯消元法进行LDU因子分解形成因子表。
在步骤中，根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗，以实现后续短路容量的计算。
步骤5、对含有新能源场站的电网，按照包含新能源发电的所有发电机、负荷的实际出力进行潮流计算，计算得到正常运行方式下所有的节点电压值
Figure BDA0004011500860000101
其中，新能源电源的注入电流为实时电流/>
Figure BDA0004011500860000102
基于拼接的电网模型断面，新能源电源的注入电流为实时电流进行潮流计算，计算得到实际运行方式下的节点导纳矩阵、节点电压值，可以较为精确的计算得到短路电流，避免了采用全开机、全接线方式得到的短路电流偏大的问题。
步骤6、设节点f为新能源场站并网点拓扑节点集合BSre中的某个节点，f∈BSre，采用基于潮流的短路电流计算方法获得新能源场站节点f发生三相短路情况下电网所有节点的电压
Figure BDA0004011500860000103
(记此时迭代次数k＝1，即：/>
Figure BDA0004011500860000104
)，计算时故障点的开路电压取上一步骤中潮流计算得到的节点电压/>
Figure BDA0004011500860000105
新能源节点的注入电流取新能源电源的实际出力电流
Figure BDA0004011500860000106
采用基于潮流的短路电流计算方法获得新能源场站节点f发生三相短路情况下电网所有节点的电压，能够较为精确的反映当前电网实时潮流方式下的短路电流，同时考虑了新能源电源对短路电流的影响，避免了采用基于方案的经典短路电流方法(发电机内电动势E″＝1.0∠0°)中短路电流和实时电网相差较大的问题。
步骤7、设Uthld为设定的临界电压值(一般取0.9)，当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压
Figure BDA0004011500860000107
时，根据新能源电源的类型，求得故障下电网子分区s中所有新能源电源的输出电流/>
Figure BDA0004011500860000108
当电网子分区s中不存在新能源电源或者分区根节点电压/>
Figure BDA0004011500860000109
时，无需修改电网子分区s中发电机节点的输出电流。此时计算新能源电源输出电流的修正量为/>
Figure BDA0004011500860000111
随着新能源发电比例的提高改变了电网特性，在计算短路电流时需要考虑新能源的压控电流源出力特性，在实际工程实用化计算过程中新能源机组输出电流和电压有简单明了的映射关系，只有在并网点电压小于临界电压值(一般取0.9)时，新能源机组输出电流才会发生变化。由于相邻的新能源场站一般属于同一个电气子分区，直接判断新能源场站所在分区根节点的电压求得故障下电网子分区s中所有新能源电源的输出电流，避免了考虑全局新能源机组参与迭代计算耗时过长的问题。
步骤8、通过方程
Figure BDA0004011500860000112
计算求解节点电压的修正量/>
Figure BDA0004011500860000113
从而求得第k+1次的节点f发生三相短路时的节点电压向量为/>
Figure BDA0004011500860000114
步骤9、当第k+1次和第k次计算得到的电压修正量满足
Figure BDA0004011500860000115
时停止迭代计算。否则执行步骤(7)进行迭代计算。
步骤10、根据步骤(7)～步骤(9)迭代计算得到考虑新能源机组特性的节点f发生三相短路时的所有节点电压
Figure BDA0004011500860000116
由于新能源发电电源的短路计算模型与常规同步电机模型存在较大差异，传统的短路计算方法难以考虑新能源发电电源的压控电流源模型，通过步骤(7)～步骤(9)通过迭代计算可以得到考虑新能源机组特性的节点f发生三相短路时的所有节点电压
Figure BDA0004011500860000117
此时考虑了新能源机组出力的压控电流源特性，此时计算得到故障下的节点电压/>
Figure BDA0004011500860000118
更加准确。
步骤11、根据传统发电机次暂态电抗和新能发电机控制特性计算新能源场站节点f发生三相短路情况下的短路电流
Figure BDA0004011500860000119
根据/>
Figure BDA00040115008600001110
计算得到新能源场站并网节点的短路容量。
此时，计算新能源场站节点f发生短路情况下的短路电流考虑了新能发电的控制特性，从而得到的新能源场站并网节点的短路容量精度更高，能更好地满足工程应用要求。
步骤12、根据节点导纳矩阵因子表进行新能源场站多场站短路比的计算，计算第i个新能源多场站短路比MRSCRi公式如下。
Figure BDA0004011500860000121
其中：i为新能源场站并网节点编号，Saci为第i回新能源场站并网节点的短路容量；Sreq,i为第i个新能源场站考虑其它新能源场站影响后的等值功率；Zii为节点阻抗矩阵Z的第i行、i列元素；Zij为节点阻抗矩阵Z的第i行、j列元素；Srei为第i个新能源场站并网视在功率，Srej为第j个新能源场站并网视在功率。
为了提高大规模电网下的新能源场站多场站短路比的计算速度，在计算节点阻抗矩阵Z中元素时，只需要计算Z中新能源场站并网拓扑节点集合BSre中行，基于LDU因子表采用连续回代法求解节点阻抗矩阵Z某行的元素。同时当集合BSre中拓扑节点数目较多时，由于节点阻抗矩阵的各行/各列求解之间相互独立，基于因子表LDU使用多线程并行计算技术实现节点阻抗矩阵Z中多行元素的并行计算，以提高Zii、Zij的计算速度。
对新能源场站并网节点集合BSre中所有节点采用MRSCRi的计算公式得到所有新能源多场站短路比的计算。
在实际运行中新能源场站会提供无功功率用以补偿场站内集电线、站外送出线路的部分无功损耗，本专利采用新能源发电的视在功率参与新能源场站多场站短路比的计算，同时采用MRSCRi的计算公式中考虑新能源发电设备电网侧接入点、并网点之间的阻抗差异，可以更加准确的计算新能源多场站短路比。
实施例2
基于实施例1相同的发明构思，本实施例还提供了一种新能源多场站短路比计算系统，该系统包括如下部分。
拼接模块，用于将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；
分析模块，用于对所述电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，所述总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；
因子表生成模块，用于根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵因子表；
计算模块，用于获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；
短路比计算模块，用于根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；并用于根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
进一步地，在获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流之前还包括：
对电网模型一进行动态分区，形成电网主分区和N个电网子分区；
对含有新能源场站的电网子分区进行潮流计算，获得正常运行方式下所有节点的电压
Figure BDA0004011500860000131
采用基于潮流的短路电流计算方法，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时节点电压
Figure BDA0004011500860000141
其中，节点f的开路电压为正常运行方式下节点f的电压
Figure BDA0004011500860000142
进一步地，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时节点电压
Figure BDA0004011500860000143
包括：
当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压小于临界电压时，根据新能源电源的压控特性获得新能源电源的输出电流；当第s个电网子分区中不存新能源电源或根节点的电压大于临界电压，无需修改分区s分区中新能源电源的输出电流，当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于等于设定值时，获得新能源电源的输出电流修正量；
根据新能源电源的压控特性，迭代计算新能源电源输出电流修正量，求解节点f的电压修正量；
当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于设定值时，获得节点f发生三相短路时的节点电压
Figure BDA0004011500860000144
进一步地，所述对电网模型一进行动态分区包括：
采用节点分裂法将电网模型一进行分解；
基于电网模型一的运行方式进行动态分区，将220kV/330kV以上的电网划分为电网主分区，将220kV/330kV以下的电网划分为N个电网子分区。
进一步地，所述新能源多场站短路比的计算公式为：
Figure BDA0004011500860000145
其中：i为新能源场站拓扑节点编号，Saci为第i个新能源场站拓扑节点的短路容量；Sreq,i为第i个新能源场站考虑其它新能源场站影响后的等值功率；Zii为节点阻抗矩阵Z的第i行、i列元素；Zij为节点阻抗矩阵Z的第i行、j列元素；Srei为第i个新能源场站并网视在功率，Srej为第j个新能源场站并网视在功率。
进一步地，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵因子表包括：
采用近似最小度排序方法对节点导纳矩阵中的节点编号进行重排序；
对重新排序后的节点导纳矩阵采用高斯消元法进行LDU因子分解获得节点导纳矩阵因子表。
实施例3
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。
本申请的实施例还提供了一种电子设备，在本申请实施例中，电子设备可以是平板电脑、智能手机、个人数字助理等。
电子设备可以包括：存储器、处理器、通信接口和通信总线，通信总线用于实现这些组件的连接通信。
存储器用于存储全部模型数据、以及本申请实施例提供的新能源多场站短路比计算方法及系统对应的计算程序指令等各种数据，其中，存储器可以是随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可编程只读存储器(PROM)，可擦除只读存储器(EPROM)等。
处理器用于读取并运行存储于存储器中的与新能源多场站短路比计算方法对应的计算机程序指令时，执行本申请实施例提供的新能源多场站短路比计算方法。
处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CPU)、网络处理器(NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (11)

1.一种新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，包括：
将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；
对所述电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，所述电网总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；
根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；
根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗；
获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；
根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；
根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
2.根据权利要求1所述的新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，在获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流之前还包括：
对电网模型一进行动态分区，形成电网主分区和N个电网子分区；
对含有新能源场站的电网，按照包含新能源发电的所有发电机、负荷的实际出力进行潮流计算，获得正常运行方式下所有节点的电压
Figure FDA0004011500850000011
采用基于潮流的短路电流计算方法，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000012
3.根据权利要求2所述的新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000013
包括：
当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压小于临界电压时，根据新能源电源的压控特性获得新能源电源的输出电流；当第s个电网子分区中不存新能源电源或根节点的电压大于临界电压时，无需修改分区s分区中新能源电源的输出电流，当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于等于设定值时，获得新能源电源的输出电流修正量；
根据新能源电源的压控特性，根据节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000021
跌落情况迭代计算新能源电源输出电流修正量，求解电网所有节点的电压修正量；
当节点第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于设定值时，获得节点f发生三相短路时的电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000022
4.根据权利要求2所述的新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，所述对电网模型一进行动态分区包括：
采用节点分裂法将电网模型一进行分解；
基于电网模型一的运行方式进行动态分区，将220kV/330kV以上的电网划分为电网主分区，将220kV/330kV以下的电网划分为N个电网子分区。
5.根据权利要求1所述的新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，所述新能源多场站短路比的计算公式为：
Figure FDA0004011500850000023
其中：i为新能源场站拓扑节点编号，Saci为第i个新能源场站拓扑节点的短路容量；Sreq,i为第i个新能源场站考虑其它新能源场站影响后的等值功率；Zii为节点阻抗矩阵Z的第i行、i列元素；Zij为节点阻抗矩阵Z的第i行、j列元素；Srei为第i个新能源场站并网视在功率，Srej为第j个新能源场站并网视在功率。
6.根据权利要求1所述的新能源多场站短路比计算方法，其特征在于，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表包括：
采用近似最小度排序方法对节点导纳矩阵中的节点编号进行重排序，计算节点导纳矩阵的因子表。
7.一种新能源多场站短路比计算系统，其特征在于，包括：
拼接模块，用于将获取的上级电网模型及断面和获取的本级电网模型及断面进行拼接，获得含有外网模型的电网模型一；
拓扑分析模块，用于对所述电网模型一进行网络拓扑分析，获得总拓扑节点集合BSAll；其中，所述总拓扑节点集合BSAll包括新能源场站拓扑节点集合BSre；
因子表生成模块，用于根据电网模型一的设备电阻、电抗参数和总拓扑节点集合BSAll形成电网模型一的节点导纳矩阵，处理所述节点导纳矩阵获得节点导纳矩阵的因子表；
阻抗计算模块，用于根据节点导纳矩阵的因子表计算节点阻抗矩阵中新能源场站拓扑节点集合BSre对应节点的自阻抗和互阻抗；
短路容量计算模块，用于获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流，并计算得到各节点的短路容量；
短路比计算模块，用于根据各节点的短路容量和BSre节点的自阻抗和互阻抗，获得各节点的短路比；并用于根据各节点的短路比，获得新能源多场站短路比。
8.根据权利要求7所述的一种新能源多场站短路比计算系统，其特征在于，在获取所述新能源场站拓扑节点集合BSre中各节点的短路电流之前还包括：
对电网模型一进行动态分区，形成电网主分区和N个电网子分区；
对含有新能源场站的电网，按照包含新能源发电的所有发电机、负荷的实际出力进行潮流计算，获得正常运行方式下所有节点的电压
Figure FDA0004011500850000041
采用基于潮流的短路电流计算方法，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000042
9.根据权利要求8所述的新能源多场站短路比计算系统，其特征在于，获得新能源场站拓扑节点集合BSre中节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000043
包括：
当节点f发生三相短路故障下第s个电网子分区中根节点的电压小于临界电压时，根据新能源电源的压控特性获得新能源电源的输出电流；当第s个电网子分区中不存新能源电源或根节点的电压大于临界电压，无需修改分区s分区中新能源电源的输出电流，当节点f第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于等于设定值时，获得新能源电源的输出电流修正量；
根据新能源电源的压控特性，根据节点f发生三相短路故障时电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000044
跌落情况迭代计算新能源电源输出电流修正量，求解电网所有节点的电压修正量；
当节点第k+1次电压修正量与第k次电压修正量的差值绝对值小于设定值时，获得节点f发生三相短路时的电网所有节点电压
Figure FDA0004011500850000045
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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