CN116526457A - 一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法 - Google Patents

一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法 Download PDF

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CN116526457A CN202310481206.XA CN202310481206A CN116526457A CN 116526457 A CN116526457 A CN 116526457A CN 202310481206 A CN202310481206 A CN 202310481206A CN 116526457 A CN116526457 A CN 116526457A
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Abstract

本发明涉及一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，从厂站发电元件或输电线路运行PQ点、向量终点、相角与其安全域边界的相对关系提供安全裕度和最优控制信息，能使新能源厂站运行在线实时风险评估、安全监视、振荡源防御与预防性控制状态，解决新能源厂站在线安全稳定预防性控制及宽频振荡源在线监测和抑制问题。

Description

一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法
技术领域
本发明涉及新能源厂站稳定监测技术领域，尤其是一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法。
背景技术
新能源厂站电力电子元件较多，通常接入电网末端，短路比小，系统强度较低，所处电网环境恶劣，电网短路故障、电压扰动时常发生，加之新能源无功-电压敏感度较高，发生短路、扰动等典型故障后，存在暂态过电压、锁相同步等问题，可能导致新能源大面积脱网，不仅关系到新能源利用率，对电网安全稳定运行将产生很大危害。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，基于新能源厂站发电元件或输电线路运行PQ点、向量终点、相角与其安全域边界的相对关系提供安全裕度和最优控制信息，能使新能源厂站在线实时风险评估、安全监视、振荡源防御与控制更具实用性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，包括以下步骤：
将新能源发电场主变所连接的各类发电机组、无功补偿装置等效成若干可控电流源并列运行；将汇集站主变所连接的各类发电场主变、无功补偿装置等效成若干可控电流源并列运行；根据电流源节点电压、电流及并网点电压计算电流源节点至并网点的等效电抗；
测量电流源出口的三相交流电流、交流电压及并网点的三相电压，并结合所述等效阻抗进行潮流计算，获得潮流数据及向量图；
对电流源节点的电压幅值、电压相角和PQ群划定安全域，所述安全域包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域，电压幅值、相角和PQ点运行在不同安全域对应不同的运行状态，所述运行状态包括最优状态、稳定状态、风险状态和紧急状态；
新能源厂站系统根据运行状态进行报警及调控。
优选的，所述等效电抗的计算公式为：其中，/>为电流源节点端部交流电压，/>为并网点电压，/>为电流源节点电流。
优选的，根据等效电抗可计算短路比，短路比的计算公式为：其中，UWiN，SWiN分别为电流源额定电压、额定容量；设置短路比阈值，超出阈值将报警。
优选的，所述第i个电流源节点无功电压灵敏度计算方法：
在电流源节点有功PWi、并网点电压UG1不变的情况下，电流源节点电压UWi变化引起输入并网节点无功Q′Wi变化的灵敏度ηAWi公式为；
在电流源节点有功PWi、电压UWi不变的情况下，并网点电压UG1变化引起电流源节点无功QWi变化的灵敏度ηBWi公式为：
其中XWi、δWi分别为电流源节点等效电抗和相角；设置无功电压灵敏度阈值，超出阈值将报警。
优选的，为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网电压正向、反向裕度均最大化，实时计算并给定所述电压幅值的动态安全域，设置为UWN-≤UWi≤UWN+，其中UWN-为动态安全域的下限边界，UWN+为动态安全域的上限边界；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证所测控厂站电网预留一定量的电压正向、反向裕度，所述电压幅值综合安全域的下限边界设置为UWmin，上限边界设置为UWmax，所述动态安全域下限边界UWN-与综合安全域下限边界UWmin之间以及动态安全域上限边界UWN+与综合安全域上限边界UWmax之间的区域为综合安全域；
为所测控厂站电网预留异常状态所必需的电压裕度，计算并给定电压幅值的风险区域下限边界UWRisk-，给定风险区域上限边界UWRisk+，综合安全域下限边界UWmin与风险区域下限边界UWRisk-之间以及综合安全域上限边界UWmax与风险区域上限边界UWRisk+之间的区域为风险区域；
所述电压幅值的紧急区域为超过风险区域下限边界UWRisk-和上限边界UWRisk+的区域。
优选的，为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网相角裕度最大化，能够确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站在自动调节和控制装置的作用下保持长过程运行的稳定性，在正常运行状态下，所有电流源节点相角应集中在一定的范围内，在角δ3与δ4之间的圆弧区域内，设置为相角的动态安全域；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证所测控厂站电网预留有一定量的相角裕度，保证所测控厂站预留一定量的相角裕度，能够确保厂站静态稳定性，能够保证在电力系统受到小扰动后，厂站能自动恢复到初始运行状态的能力。如果逆时针方向为正方向，在δ3与δ4之间动态安全域之外、且小于风险区域边界δ2而大于0度的圆弧区域为综合安全域；
为所测控厂站电网异常状态电压运行所必需相角裕度，在紧急区域边界δ1与风险区域边界δ2之间的圆弧区域设置为风险区域；异常状态下电流源节点相角可以进入该区域的下限和上限之间，但这时所测控厂站已经失去必需的相角裕度，系统恢正常后应尽快调整所有节点进入综合安全区域之内；
大于紧急区域边界δ1之外的区域为紧急区域。当相角进入该区域，已经进入不稳定状态，应及时处理，避免事故扩大。
优选的，首先设置PQ群最大运行区域，如图16所示，给出电流源PQ群节最大出力有功无功PQ边界abcd，作为PQ群风险区域边界，其中ab、cd两条直线水平布置，两直线之间的垂直距离为发电元件最大负荷率(最大有功/额定发电量)；选择新能源发电机组任一负荷率，做一水平线直线交曲线ad、bc于两点，两点之间线段长度为该负荷率的等有功所对应的无功调节空间，abcd边界内PQ点，纵坐标为发电元件有功负荷率，横坐标由该发电元件反向、正向动态无功储备比例确定；
为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保厂站电网正向、反向动态无功裕度均最大化，在所测控厂站视在功率不变的情况下，优化所测控厂站电流源之间的负荷分配，在abcd边界内计算并绘制PQ群动态安全域，动态安全域wxyz边界以内是PQ群运行的最佳区域；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网留有一定的正向、反向动态无功裕度，计算并绘制综合安全域，综合安全域efhg边界与动态安全域wxyz边界所围成的区域为综合安全域；
综合安全区域边界efhg与风险区域边界abcd所围成的区域为风险区域。它是为电网异常状态所预留的必需裕度，事故状态下PQ群可以进入该区域，但此时失去了大量动态无功储备，在系统电压波动时，部分电流源节点PQ点易超出此范围而失去稳定，在系统恢复正常后调整PQ群返回动态安全域；
紧急区域：风险区域边界abcd以外的区域设定为紧急区域，电流源节点禁止进入该区域，如进入该区域将失去稳定；
绘制上述电流源节点PQ群动态安全域、综合安全域或风险区域的边界时，点和点之间采用了直线、平滑曲线连接方式。
优选的，所述最优状态为新能源厂站所有电流源节点电压、相角及PQ群均运行在其动态安全域内；所述稳定状态为有的电流源节点PQ群、电压、相角均运行在综合安全域内；所述风险状态为有的电流源节点PQ点、电压、相角进入风险区域；所述紧急状态为有的电流源节点PQ点、电压、相角进入紧急区域。
优选的，所述预防性控制方法包括以下步骤：
当电流源节点超出PQ动态安全域时：
a)检查该电流源节点调控参数与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
b)检查该电流源节点短路比是否合格，如否调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
当电流源节点超出电压动态安全域时：
a)检查该电流源节点电压调控参数与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；；
b)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点短路比是否合格，如否调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
d)检测该电流源电压控制模式与其他电流源是否协调一致：如否进行状态检修，直至进入合格状态。
当电流源节点超出相角动态安全域时：
a)检查该电流源短路比是否合格，否则系统报警，状态检修或调整直至进入合格状态；
b)检查有功是否过负荷，如是则系统报警，调整直至进入合格状态；
c)检查无功电压灵敏度是否超标，如是则系统报警，状态检修或调整直至进入合格状态。
本发明的有益效果是：本发明分别对新能源厂站的集电系统、SVG系统、新能源厂站和新能源汇集站实施安全域管理，兼顾发电机组、无功补偿装置及输变电线路的无功裕度、电压裕度以及相角裕度的协调管理，给出使厂站无功裕度、电压裕度以及相角裕度最大化的最优运行方式，并对集电系统、无功补偿装置、新能源电场系统和新能源汇集站进行安全稳定风险评估并提供预防性控制措施。
本发明仅以新能源电场及其汇集站为例说明新能源厂站的监控策略，同样适用于其他厂站。
附图说明
图1是本发明的新能源发电场电路图；
图2是新能源发电场等值电路图；
图3是第i台新能源机组等值电路图；
图4是第i台SVG等值电路图；
图5是新能源汇集站的电路图；
图6是新能源汇集站等值电路图；
图7是第i个新能源电场输电线路等值电路图；
图8是汇集站SVG等值电路图；
图9是电流源节点向量图；
图10是电流源节点无功-电压关系向量图；
图11是电流源节点相角与短路比关系向量图；
图12是电流源节点无功电压灵敏度关系向量图；
图13是电流源节点不同相角的关系向量图；
图14是电流源节点电压安全域的分布图；
图15是电流源节点相角安全域的分布图；
图16是电流源节点PQ群安全域的分布图；
图17是SVG压安全域的分布图；
图18是SVG PQ群安全域的分布图；
图19-20是新能源电场最优状态监控界面；
图21-22是新能源电场稳定状态监控界面；
图23-24是新能源电场风险状态监控界面；
图25-26是新能源电场紧急状态监控界面；
图27-29是含SVG新能源电场最优状态监控界面；
图30-32是含SVG新能源电场稳定状态监控界面；
图33是集电系统PQ群超出综合安全域状态图；
图34是SVG动态无储备处于最优状态图；
图35是集电系统电流源电压安全域的状态图；
图36-38是电场PQ群、电压及相角优化调控前后状态对照图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。文中将新能源发电场内集电线路所连接发电机组统称集电系统，将发电场内无功补偿装置(SVG)群统称SVG系统。
具体的，作为本实施例中的一种可选实施方式，如图1所示，一种新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，分别对新能源发电场的集电系统、SVG系统，以及新能源汇集站所连发电场、SVG系统实施安全域管理，兼顾发电机组、无功补偿装置及输变电线路的无功裕度、电压裕度以及相角安全裕度的协调管理，给出使厂站无功裕度、电压裕度以及相角安全裕度最大化的最优运行方式，并对集电系统、新能源电场系统和新能源汇集站进行安全稳定风险评估并提供预防性控制措施。
为便于实时计算和分析新能源短路比、无功电压灵敏度、安全裕度等涉网参数，将种类繁多、数量庞大的新能源发电元件和输变电回路类比于可控电流源.
一、获取等效电抗：
如图1所示,将新能源厂站集电系统的电源节点端部交流电压等效为可控电流源內电势，新能源厂站并网点电压/>等效为可控电流源输出电压，电源节点端部至并网点的阻抗视为可控电流源内部阻抗；同理，如图5所示，将汇集站所连接发电场主变高压侧出口电压/>等效为可控电流源內电势，汇集站并网点电压/>等效为可控电流源输出电压，发电场主变高压侧出口至并网点阻抗视为可控电流源内部阻抗；如图4所示将新能源厂站SVG系统出口电压/>等效为可控电流源內电势，并网点电压/>等效为可控电流源输出电压，SVG出口至并网点阻抗视为可控电流源内部阻抗；如图8所示将汇集站SVG出口电压/>等效为可控电流源內电势，并网点电压/>等效为可控电流源输出电压，SVG出口至并网点阻抗视为可控电流源内部阻抗；。
因变压器、输电线路电抗远远大于其电阻以及对地电容阻抗，等值电路中忽略电阻，电场等值电路如图2所示，将第i个新能源机组简化为如图3所示，XWi为该机组等效电抗，它是该机组电流经过升压变电抗XtWi、升压变至集电线路前的线路电抗XlWi、经过集电线路与其他新能源机组的串联电抗Xli、Xli+1…、电场升压变电抗XGl的等效电抗，并通过测量电流源节点端部交流电压/>与并网点电压/>差及电流源节点电流/>计算等效电抗同样方法，图4所示为第i个SVG的等值电路。同理，做如图6所示汇集站等值电路，将第i个电场简化为图7，其中XGi为电场等效电抗，/>图8所示为汇集站SVG等值电路。
多个新能源机组经机组升压变、集电线路、电场升压变串并联后，单台新能源机组的等效电抗可以用其两侧电压差值除以其电流获得，即多个新能源电场经输电线路、汇集站升压变串并联后，某新能源电场的等效电抗可以用其两侧电压差值除以其电流获得，即/>
二、潮流计算：
如图3所示，测量第i台电源出口的三相电流、电压以及并网点三相电压信号，可以获得以下潮流数据和向量图：
1)测量、计算获得以下参数
电流源节点等效电抗：
电流源节点功率：
电流源节点內电势、电流：
电流源节点端部电压：
电流源节点向并网点输出功率：
电流源节点短路比：βi；
电流源节点线路无功损耗：ΔQwi＝IWiXWi；
电流源节点线路相角：δWi；δWi为与/>的夹角；
电流源节点向并网点输出有功功率：
电流源节点向并网点输出无功功率：
新能源电场集电系统电流源节点向并网点输出总有功功率：
新能源电场集电系统电流源节点向并网点输出总无功功率：
新能源电场集电系统电流源节点输出总有功功率：
新能源电场集电系统电流源节点输出总无功功率：
电流源节点电流源节点短路比：其中UWiN，SWiN分别为电流源额定电压、额定容量。
2)电流源节点向量图
令绘制第i台电源向量，如图9所示。图中：
内电势：
内电势有功分量：
内电势无功分量：
UWimax、UWiN、UWimin三条曲线分别为以电流源节点端部电压上限、下限边界和额定值为半径，以原点为圆心的圆弧。还标出了有功为内电势有功分量为P′Wi的等有功线。正常运行状态，电源端电压维持在额定电压UWiN附近，即UWimin≥UWi≥UWimax。
三、电流源节点无功-电压关系：
如图10所示，设电源有功负荷PWi恒定不变，自动调节装置调节无功输出QWi以维持其端部电压在规定范围UWimin≥UWi≥UWimax，当并网节点电压不变时，改变电源端电压/>幅值，端电压顶点将沿等有功线(Up)水平移动，向系统注入无功为Q′Wi。
从向量图可以看出，在电源电压许可范围内，减小其电压幅值至最小允许值，即由移至/>向系统注入的无功从Q′Wi减小至Q′Wi1；还可以增加电压至最大允许幅值，即移至/>向系统注入无功增加至Q′Wi2。在维持电源端部电压恒定不变的调节过程中，还需要QWi变化量足够大，即电流源节点无功储备充足，否则电流源节点将受到出力限制难以承受系统电压、无功扰动。
四、相角与短路比：
如图11所示，当新能源电场并网点保持额定电压稳定运行，第i电流源节点维持在额定电压、额定负荷运行时，求此时相角和短路比βi关系：
因为所述/>
电流源节点额定负荷状态时，相角正弦函数倒数是其短路比，类比于同步发电机静态稳定储备系数:Kp％＝(P极限-P正常)/P正常×100％；
参照向量图，如果δWi为50°，则
如果规定最大相角边界54°，如直线Lδmax所示，对应短路比为1.24，该电源合格，否则，相角大于54°或短路比小于1.24时，说明静态稳定储备不足或线路阻抗过大，将报警。
综上所述，由等效电抗可计算短路比，当短路比过小时电源节点静态稳定储备不足或线路阻抗过大，监控系统设置短路比阈值，超出阈值将报警。
五、无功电压灵敏度：
如图12所示，设第i个电流源节点电压变化引起并网节点无功变化的灵敏度为ηAWi；并网节点电压变化引起电流源节点的无功变化的灵敏度为:ηBWi；内电势对应的等有功电压分量高度为：UPWi。
当PWi、UG1不变，则：
同理，PWi、UWi不变，并网节点电压与电流源节点无功的关系：
上述ηAWi和ηBWi公式说明，可以通过电流源节点端部交流电压并网电压/>等效电抗XWi和相角δWi在线计算无功电压灵敏度。
当已设定相角和短路比边界值，由无功电压灵敏度公式可得相应的无功电压灵敏度边界值，如设定相角最大边界54°，短路比不小于1.24，则：
无功电压灵敏度为：
标幺值：
因βi≥1.24，δ≤54°；
如图13所示，标识了某电流源节点，在有功负荷率分别为100％/98％/67％，并网点电压幅值不变的条件下，改变其端部电压由额定电压调至下限边界，对应相角分别由70°/66°/39°，调节至89°/76°/43°，对应无功变化：U′W1UW1/U′W2UW2/U′W3UW3＝7/3.59/1；即随着电流源节点负荷率增大，其无功电压灵敏度随之增大，相角超过一定角度变化更明显，说明负荷率/相角较大的发电机组或输电线路在系统电压波动时无功出力更易发生扰动或失去稳定。为防止电压灵敏度过高，装置设置安全边界并实时计算电压灵敏度，超出该边界则报警。
同理，可以通过输变电回路输出电压、并网点电压、等效电抗和相角在线计算输变电回路无功电压灵敏度并实现报警功能。
综上所述，可以通过等效电抗和电流源节点端部交流电压、并网点电压，在线计算相角和无功电压灵敏度，相角较大或灵敏度过大的发电机组或输电线路，在系统电压波动时无功出力更易发生扰动或失去稳定，监控系统设置无功电压灵敏度阈值，超出阈值将报警。
六、新能源厂站安全域辨识：
当新能源厂站并网运行时，需要保持所有电流源的静态稳定和暂态稳定性，使任何一电流源节点在电网晃动时能够向厂站电网提供无功支撑而不发生扰动或振荡。当电流源节点电压裕度、无功裕度或相角裕度中任一一项不充足，在电网波动时均易产生扰动或振荡。在本实施例中，通过对厂站内所有电流源节点电压、相角及PQ划定安全区域并据此进行预防性控制，使厂站电网电压裕度、无功储备裕度和静态稳定储备系数均最大化，使厂站及电网实时处于最坚强状态。以下以图2集电系统的等值电路图为例，对新能源电场及汇集站的电流源节点的电压、相角和PQ群的安全域进行辨识：
1)电压安全域辨识：
由于新能源电源群数量庞大，节点短路比、无功电压灵敏度、调控参数、型号、运行方式等存在差异，这些差异造成电源群各个节点端部电压幅值大小不一，有的接近电压上限，有的接近电压下限，使电场整体失去动态无功储备，即在厂站电压波动时，个别电流源节点电压将超出安全边界而发生扰动事故。为提高所测控厂站整体电压裕度，设置电压安全域并采取预防性控制措施,方法如下：
如图14所示，在一个平面内，以并网点电压额定UGIN为基准值，求得并网点电压标幺值为UG1，令并网点电压绘制第i台电流源节点向量的方法是，以第i台电流源节点端电压额定UWiN为基准值，求得其对应端电压标幺值为UWi，电流源节点原点与并网点电压/>原点O对齐，根据电流源节点电压幅值UWi和相角δWi绘制电流源节点端电压向量以此方法在该平面内绘制所测控厂站内所有电流源的向量图，在此基础上设置所测控厂站所有电流源节点端电压向量终点的电压安全域。新能源厂站电流源节点电压安全域包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域。
(1)动态安全域设置为UWN-≤UWi≤UWN+；为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网电流源电压正向、反向裕度均最大化，实时计算并给定动态安全域下限边界UWN-和上限边界UWN+，当所测控厂站所有电流源节点电压均控制在该动态安全域内时，可使所测控厂站电压正向、反向裕度均最大化，能够确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站在自动调节和控制装置的作用下保持长过程运行的稳定性。
(2)为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证预留有一定量的电压正向、反向裕度，将综合安全域的下限边界设置为UWmin，上限边界设置为UWmax，动态安全域下限边界UWN-与综合安全域下限边界UWmin之间以及动态安全域上限边界UWN+与综合安全域上限边界UWmax之间的区域为综合安全域，可以保证所测控厂站预留一定量的正向、反向电压裕度，能够确保厂站静态稳定性，能够保证在电力系统受到小扰动后，厂站能自动恢复到初始运行状态的能力。
(3)为所测控厂站电网预留异常状态所必需的电压裕度，将风险区域下限边界设置为UWRisk-，上限边界设置为UWRisk+，综合安全域下限边界UWmin与风险区域下限边界UWRisk-之间以及综合安全域上限边界UWmax与风险区域上限边界UWRisk+之间的区域为风险区域，异常状态下电流源节点电压可以进入该区域的下限和上限之间，但这时所测控厂站已经失去必需的电压裕度，系统恢正常后应尽快调整所有节点进入综合安全区域之内。
(4)紧急区域，超过风险区域下限边界UWRisk-和上限边界UWRisk+的区域，当电压进入该区域，已经过电压或低电压，应及时处理，避免事故扩大。
通过上述电压的4个安全域划定后，对电流源节点电压进行预防性控制：在厂站正常运行状态下，调整各电流源节点电压在动态安全域内；当监测到个别电流源节点电压超出动态安全域进入综合安全域时进行报警，提醒运行人员及时预防性控制使其进入动态安全域内；因电网异常或故障，使电流源节点电压幅值大小不一，处于离散状态，且接近风险区域边界下限或上限时，此时设定装置报警，并提醒及时预防性控制，并显示厂站已失去反向或正向电压裕度，说明一但电网波动，可能使某些电流源节点过电压或低电压，将造成扰动事故。通过调整使厂站电源群电压进入动态安全域。
2)相角安全域辨识：
由于新能源厂站电流源节点短路比、负荷率等涉及相角的因素差异较大，造成相角各异，一但相角到达一定数值，将使电流源节点无功电压灵敏度过大，在电网电压波动时可能引起扰动或振荡，通过设置相角安全域，对越界电流源节点报警，为现场采取控制措施或状态检修提供决策依据。相角安全域同样包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域，其辨识方法如下：
在电压安全域的基础上，设置电流源节点相角安全边界，如图15所示：
为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网电流源相角裕度最大化，能够确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站在自动调节和控制装置的作用下保持长过程运行的稳定性。在线计算并设置相角的动态安全域，即在正常运行状态下，所有电流源节点相角集中在一定的范围内，在角δ3与δ4之间的圆弧区域内，相角裕度最大，设置为相角的动态安全域；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证预留有一定量的相角正向、反向裕度，能够确保厂站静态稳定性，能够保证在电力系统受到小扰动后，厂站能自动恢复到初始运行状态的能力。如果逆时针方向为正方向，在δ3与δ4之间动态安全域之外、且小于风险区域边界δ2而大于0度的圆弧区域为综合安全域；
为异常状态电压运行所必需相角裕度，将在紧急区域边界δ1与风险区域边界δ2之间的圆弧区域设置为风险区域；异常状态下电流源节点相角可以进入该区域的下限和上限之间，但这时所测控厂站已经失去必需的相角裕度，系统恢正常后应尽快调整所有节点进入综合安全区域之内。
大于紧急区域边界δ1之外的区域为紧急区域。当相角进入该区域，已经进入不稳定状态，应及时处理，避免事故扩大。
通过上述相角的4个安全域划定后，对电流源节点相角进行预防性控制：在正常运行时控制所有电流源节点相角在动态安全域内，当有电流源节点进入综合安全域内时进行报警，提醒运行人员调整越界电流源节点进入动态安全域内。所有电流源节点运行在动态安全域内，可为电网异常预留相角摆动空间，预防相角摆动过大使无功电压灵敏度过高诱发扰动或振荡等事故。异常状态，当有电流源节点相角进入风险区域或综合安全域内时为异常状态，这时系统报警，系统恢复正常后要及时调整电源进入动态安全域内。当电流源节点相角进入紧急区域时事故报警，为运维人员紧急事故处理提供决策依据。
3)电流源节点PQ群安全域辨识：
新能源厂站的理想状态是，厂站内所有电流源节点能够协调运行、在均不发生过负荷的情况下，能够输出可调节无功以维持电流源节点电压在设定水平；同时确保所测控厂站具有充足的动态无功储备，能够支撑厂站各种事故预想集的无功需求。电流源节点PQ群安全域包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域。
为了动态识别PQ群安全域，首先设置PQ群最大运行区域，如图16所示，给出电流源PQ群节最大出力有功无功PQ边界abcd，作为PQ群风险区域边界，其中ab、cd两条直线水平布置，两直线之间的垂直距离为发电元件最大负荷率(最大有功/额定发电量)；选择新能源发电机组任一负荷率，做一水平线直线交曲线ad、bc于两点，两点之间线段长度为该负荷率的等有功所对应的无功调节空间，PQ点至曲线ad、bc的水平距离的比值，是该PQ点反向、正向动态无功储备功率的比值。abcd边界内PQ点，纵坐标为发电元件有功负荷率，横坐标由该发电元件反向、正向动态无功储备比例确定。
PQ群动态安全域：为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保厂站电网正向、反向动态无功裕度均最大化，在所测控厂站视在功率不变的情况下，优化所测控厂站电流源之间的负荷分配，在abcd边界内计算并绘制PQ群动态安全域，动态安全域wxyz边界以内是PQ群运行的最佳区域。当所有电流源节点PQ点均运行在此范围内，可使所测控厂站正向、反向动态无功裕度均最大化，确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站电流源节点自动调节和控制装置具有足够的调节空间，能够向系统提供充足的动态无功支撑电压恢复同时抑制电压振荡，确保厂站能够恢复稳定状态。
PQ群综合安全域：为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网留有一定的正向、反向动态无功裕度，计算并绘制综合安全域，综合安全域efhg边界与动态安全域wxyz边界所围成的区域为综合安全域。其考虑满足厂站各种事故预想集所需要的动态无功储备，预留电力系统受到小时无功调节空间，确保所测控厂站够提供一定的动态无功支撑系统电压恢复稳定。
PQ群风险区域：综合安全区域边界efhg与风险区域边界abcd所围成的区域为风险区域。它是为电网异常状态所预留的必需裕度，事故状态下PQ群可以进入该区域，但此时失去了大量动态无功储备，在系统电压波动时，部分电流源节点PQ点易超出此范围而失去稳定，在系统恢复正常后调整PQ群返回动态安全域。
PQ紧急区域：风险区域边界abcd以外的区域设定为紧急区域，电流源节点禁止进入该区域，如进入该区域将失去稳定。
绘制上述电流源节点PQ群动态安全域、综合安全域或风险区域的边界时，点和点之间采用了直线、平滑曲线连接方式，实际点和点之间可能是另一种曲线，具体图形依据电流源节点特性设定。
七、无功补偿装置是只发无功的电流源，这里做特殊说明：
新能源厂站SVG，其无功容量相对于新能源机组较大，投入电压自动调节模式运行时，动态无功可调范围相对较大，在静态稳定环境下负责调整厂站电压及电流源节点电压/无功平衡，动态环境下为电网波动或故障提供动态无功支撑系统电压恢复。以下对SVG的电压、相角和PQ群的安全域进行辨识。
1)SVG电压安全域辨识：
SVG电压安全域同样包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域，如图17所示，所指向的区域，设置SVG电压安全域时，SVG向量图绘制方法以及其动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域边界均与电流源节点安全域相同，由于SVG有功较小，相角几乎为0，其动态安全域位于0有功水平线上，SVG向量终点所指为SVG电压动态安全域，SVG不做相角裕度分析。以下分别对SVG四个电压安全域进行辨识：
(1)动态安全域UWN-≤URi≤UWN+；实时计算并给定动态安全域下限边界UWN-和上限边界UWN+，所有电流源节点电压均控制在动态安全域内时，可使所测控厂站电压正向、反向裕度均最大化，能够确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站在自动调节和控制装置的作用下保持长过程运行的稳定性。
(2)综合安全域的下限边界UWmin，上限边界UWmax，动态安全域下限边界UWN-与综合安全域下限边界UWmin之间以及动态安全域上限边界UWN+与综合安全域上限边界UWmax之间的区域为综合安全域，可以保证所测控厂站预留一定量的正向、反向电压裕度，能够确保厂站静态稳定性，能够保证在电力系统受到小扰动后，厂站能自动恢复到初始运行状态的能力。
(3)风险区域下限边界设置为UWRisk-，上限边界设置为UWRisk+，综合安全域下限边界UWmin与风险区域下限边界UWRisk-之间以及综合安全域上限边界UWmax与风险区域上限边界UWRisk+之间的区域为风险区域，异常状态下SVG电压可以进入该区域的下限和上限之间，但所测控厂站已经失去必需的电压裕度，系统恢正常后应尽快调整所有节点进入综合安全区域。
(4)紧急区域，超过风险区域下限边界UWRisk-和上限边界UWRisk+的区域，当电压幅值超出安全边界进入该区域，已经过电压或低电压，应及时处理，避免事故扩大。
通过上述SVG的4个安全域划定后，对SVG电压进行预防性控制预防性控制：在正常运行状态，调整各SVG电压在动态安全域内；当个别SVG电压超出动态安全域进入综合安全域时报警，提醒运行人员及时调整使其进入动态安全域内；因电网异常或故障，使SVG电压幅值大小不一，处于离散状态，且接近风险区域边界下限或上限时，此时装置报警，显示厂站已失去反向或正向电压裕度，说明一但电网波动，可能使某些SVG过电压或低电压，将造成扰动事故。应及时调整使厂站电源群电压进入动态安全域。
2)SVG的PQ群安全域辨识
如图18所示，为便于SVG系统电流源节点PQ群动态无功优化管理，设置动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域。以下分别对动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域进行说明。
动态安全区域：eghf为动态安全区域边界，正常运行条件下，在不改变SVG系统总负荷的条件下，对厂站SVG无功功率进行优化管理，计算给出使SVG系统动态无功最大化的优化方案，即给出SVG的PQ群动态安全域，当所有SVG的PQ点均运行在此范围内，可使厂站SVG系统正向、反向动态无功裕度均最大化，确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站SVG自动调节和控制装置具有足够的调节空间，能够向系统提供充足的动态无功支撑电压恢复同时抑制电压振荡，确保厂站能够恢复稳定状态。
综合安全区域：综合安全区域cijd边界与动态安全域eghf边界所围成的区域为综合安全区域，它考虑满足厂站各种事故预想集所需要的动态无功储备，预留综合安全域边界至风险安全域边界无功调节空间，确保电力系统受到小扰动时，SVG系统够提供一定的动态无功支撑系统电压恢复。
风险区域：如图18所示，给出SVG最大出力PQ范围aklb，作为风险区域边界，ab、kl两条竖线之间的水平距离为SVG动态可调节空间，设ab、kl两条竖线之间的水平距离为1，则SVG的PQ点距离ab、kl直线的水平距离分别为SVG的反向、正向动态无功储备功率占SVG的动态可调节空间的百分数，综合安全区域边界cijd与风险区域边界aklb所围成的区域为风险区域。事故状态下SVG的PQ点可以进入该区域，但失去了大量动态无功储备，在系统电压波动时，部分SVG的PQ点易超出此范围进入紧急区域而失去稳定，系统恢复正常后应调整SVG系统电流源节点PQ群返回动态安全域。
紧急区域：风险区域边界aklb以外的区域为紧急区域，SVG系统电流源节点PQ群禁止进入该区域，如进入该区域将失去稳定。
八、安全稳定风险评估及预防方法
新能源厂站只有集电系统所连发电机组作为动态无功调节电源时，只对集电系统进行安全稳定风险评估及预防控制，此安全稳定风险评估及预防方法同样适用于新能源厂站。
(一)集电系统安全稳定风险评估及预防方法
最优状态：所测控新能源厂站电流源节点PQ群集中，电压幅值(标幺值)几乎相等，PQ群的向量终点均在动态安全域内；新能源厂站动态无功正向、反向储备裕度，电压正向、反向储备裕度以及相角裕度都能满足事故预想集的需求，能够抵御较大扰动风险，即如图19、图20所示新能源电场监控界面，所有电流源节点电压、相角及PQ群均运行在其动态安全域内。以下分别以动态无功储备和电压裕度最大化进行说明：
1)动态无功储备最大化
如图19所示，PQ群水平方向至风险区域边界最短距离—线段AB\CD因PQ群集中而最大化，在电网电压波动时，电压骤升过程新能源厂站能够提供AB区间足够的反向动态无功，骤降过程也能够提供CD区间足够的正向动态无功，以下为反向动态无功储备和正向动态无功储备说明：
(1)反向动态无功储备
单个电流源节点的反向动态无功储备为：n个电流源节点的新能源厂站反向动态无功储备为：/>其中QAA′i为第i个电流源节点在AB水平线可调节调节无功功率。
(2)正向动态无功储备
单个电流源节点的正向动态无功储备为：n个电流源节点的新能源厂站正向动态无功储备为：/>其中QD′Di为第i个电流源节点在CD水平线可调节无功功率。
2)电压裕度最大化
如图20所示，电流源节点电压幅值接近，向量终点群集中在额定电压半径圆的附近，向量终点群距离风险区域边界(圆心O方向)距离—线段EF\GH最大化，其中EF、GH分别为新能源厂站反向、正向有效电压储备，也是电压裕度。
在电网电压波动或骤升、骤降过程，各电流源节点能够有充足的无功维持机端(端部)电压在一定的范围内，同时向系统输送无功支撑电压恢复，自身电压波动不超出电压风险区域边界，能够恢复稳定运行。
稳定状态：
即亚健康状态，电流源节点PQ群离散，电压幅值存在差异，向量终点离散，但PQ群、向量均在综合安全域内；新能源厂站的动态无功正向、反向储备裕度以及电压正向、反向储备裕度都能满足事故预想集需求，与优化状态有明显区别。
1)动态无功储备
如图21所示，PQ群离散，与优化状态的理想状态比较，线段AB\CD明显变小，新能源厂站动态储备功率下降；
2)电压裕度
如图22所示，电流源节点向量终点群离散，与优化状态的理想状态比较，线段EF\GH明显变小，新能源厂站电压裕度下降；
对处于稳定状态下的优化措施为：对超出动态安全域的PQ点或电压向量终点报警，绿色闪光。采取如下预防校正措施：
(1)PQ群离散
a)检查电流源节点向量终点是否离散，如是首先解决向量终点离散问题，即对离散电流源节点进行调控或状态检修，直至进入合格状态；
b)计算电流源节点短路比是否存在较大差异，检查是否合格，如否报警，为状态检修提供依据。
(2)向量终点离散
a)检查各电流源节点是否采用电压控制模式，如是应进一步检查调控的准确性，如存在问题状态检修；
b)如没采用电压控制模式，如恒无功、恒功率因数控制模式，难以解决向量终点离散问题，具体视情况而定。
风险状态：
电流源节点PQ群离散，电压幅值存在差异，PQ点或向量终点有的进入风险区域；失去了部分储备功率，在电网晃动时，有部分PQ点或向量终点进入紧急区域而失去稳定风险。以下从动态无功储备、电压裕度和相角裕度进行分析：
1)动态无功储备
如图23所示，PQ群离散，部分PQ点进入了风险区域，新能源厂站失去了正向动态储备功率。
2)电压裕度
如图24所示，电流源节点向量终点群离散，新能源厂站失去了正向电压裕度。
3)相角裕度
如图24所示，有电压向量终点进入相角风险区域，失去了相角裕度。
针对上述3种情况的预防措施为：对超出动态安全域/综合安全域的PQ点或电压向量终点报警，系统进行绿色/红色闪光；对超出相角安全区域的电压向量终点报警，红色闪光。针对无功裕度、电压裕度缺陷，应对措施如稳定状态一致；针对相角裕度缺陷：检查短路比是否合格，否则报警；检查有功是否过负荷，如是则报警；检查无功电压灵敏度是否超标，是则报警。
紧急状态：如图25-26所示，电流源节点PQ群离散，电压幅值存在较大差异，且有的PQ点、向量终点进入紧急区域，部分电流源节点可能发生扰动或宽频振荡。出现上述情况时，预防措施为：对进入紧急区域的PQ点或电压向量终点报警，红色闪光；对振荡源报警；无功裕度、电压裕度、相角裕度缺陷应对措施与风险状态一致。
九、新能源电场安全稳定风险评估及预防方法：
当新能源电场SVG参与电压自动调节时，由于SVG系统电流源与集电系统电流源在有功和无功功率调节方面存在差异性，特别对集电系统电流源和SVG系统电流源的协调方式加以说明：
新能源电场最优状态：
如图27-29所示，新能源电场监控界面，所有集电系统电流源节点的电压、相角及PQ群均运行在其动态安全域内，所有SVG系统电流源节点电压、PQ群均运行在其动态安全域内。
如图27、29所示，新能源电场升压站内集电系统电源运行在最优状态；如图28所示，SVG系统的PQ群比较集中，无功储备裕度充足；厂站集电系统与无功补偿系统无功匹配合理，即
如果所有集电系统与SVG系统电流源节点调控参数协调一致，即电压波动时，PQ群在安全域内的相对移动速度基本相等，此时储备功率最大化。考虑厂站经济运行，应首先保证所预留的正、反向动态无功储备满足事故预想集所需。此时新能源电场动态无功正向、反向储备裕度，电压正向、反向储备裕度以及相角裕度都能满足事故预想集的需求，能够抵御较大扰动风险；
新能源电场安全稳定状态：
如图30-32所示，集电系统或SVG系统的电流源节点PQ群离散，电压幅值存在差异，向量终点离散，但PQ群、向量、相角均在综合安全域内；集电系统正向、反向动态无功储备裕度以及正向、反向电压储备裕度均能满足电力系统小扰动事故预想集需求，但与优化状态有明显区别，动态无功储备下降、电压裕度下降。
优化措施：
1)装置对超出动态安全域的PQ点或电压向量终点报警，绿色闪光。
2)集电系统电流源节点PQ群离散、向量终点离散处置方法如稳定状态。
3)SVG系统电流源节点PQ群离散，检查SVG调控模式是否一致，如否需进一步完善；检查调节精度是否符合要求，如否状态检修。
4)SVG向量终点离散，检查电压控制模式是否一致，如否需进一步完善；如电压控制模式相同，应进一步检查调节精度是否符合要求。
新能源电场风险状态：
新能源电场内集电系统电流源节点的电压、或相角或PQ点有进入风险区域内；或新能源电场SVG系统电流源节点的电压、或PQ点进入风险区域内，新能源电场监控界面将进行风险状态报警，此时应及时进行预防性控制。
新能源电场紧急状态：
新能源电场内集电系统电流源节点的电压、或相角或PQ点有进入紧急区域；或新能源电场SVG系统电流源节点的电压、或PQ点进入紧急区域，新能源电场监控界面将进行事故状态报警，此时应及时进行事故处理和预防性控制。
风险预控：
由于新能源厂站无功电源种类繁多、数量庞大，型号、安装位置等存在较大差异，为无功、电压及相角安全裕度调节带来了巨大麻烦。以某新能源电场为例加以说明，如图33所示，集电系统PQ群超出综合安全域，即无功偏大，储备功率不足；如图34所示，SVG系统的动态无储备处于最优状态；如图35所示，集电系统电流源节点向量终点能够集中在动态安全域内，但电压偏高，正向储备较低；该新能源电场存在较大风险，即当电网扰动时，比方电压突然降低，在自动调节装置作用下，集电线路将向系统输送大量无功，图示报警红色PQ群可能进入紧急区域，电源调节信号被限幅，将诱发扰动或振荡。
本发明基于在线测量和实时计算，提供兼顾新能源发电厂集电系统电源以及SVG系统两种无功电源群的储备功率、电压以及相角裕度计算及最优分配信息，对各类风险进行报警，为现场手动或AVC、AGC优化调节提供决策依据，避免不安全事故发生。
本案例应对措施：
1)程序计算新能源电场集电系统无功裕度和电压裕度，判断是否欠正向无功储备和过电压，如是，需要减集电系统无功负荷；
2)程序判断SVG系统正向、反向动态无功储备是否与集电系统匹配，如否需要调整，该案例需要增加SVG输出，弥补集电系统无功负荷，最终保持并网点输出功率不变、电压不变。
3)通过程序计算集电系统电流源节点电压调整过程中，潮流和参数变化，为现场优化调控提供决策依据；
4)通过优化调控，如图36所示，所示集电系统PQ群及动态安全域向左平移，增大了集电系统正向动态无功储备；如图37所示，SVG PQ群向右平移；如图38所示，集电系统向量终点向左平移,最大向量角由δWmax变为δ′Wmax,SVG向量终点向右平移，经程序计算厂站内集电系统、SVG系统，以及集电系统、SVG系统协调后的新能源电场无功、电压及相角储备均满足各种事故预想集需求。
十、汇集站安全稳定风险评估及预防方法：
汇集站SVG出口和新能源电场升压变出口至汇集站并网点等值电路，与新能源电场系统的SVG出口和集电系统电流源节点至新能源电场并网点等值电路相同；短路比、无功电压灵敏度计算和设置方法相同；PQ群安全域、电压安全域及相角安全域辨识方法相同，安全稳定风险评估及预防措施相同，不再赘述。
本发明分别对新能源厂站的集电系统、新能源电场系统和新能源汇集站实施安全域管理，兼顾发电机组、无功补偿装置及输变电线路的无功裕度、电压裕度以及相角安全裕度的协调管理，给出使厂站无功裕度、电压裕度以及相角安全裕度最大化的最优运行方式，并对集电系统、新能源电场系统和新能源汇集站进行安全稳定风险评估并提供预防性控制措施。
综上所述，所述新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，
所述最优状态为所有电流源节点电压、相角及PQ群均运行在其动态安全域内；所述稳定状态为有的电流源节点PQ群、电压、相角均运行在综合安全域内；所述风险状态为有的电流源节点PQ点、电压、相角进入风险区域；所述紧急状态为存在PQ点、电压幅值或电压相角进入紧急区域。
综上所述，所测控厂站有电流源节点超出PQ动态安全域、电压动态安全域或相角动态安全域时将报警，采取以下应对措施：
有电流源节点超出PQ动态安全域时：
a)检查该电流源节点调控参数与其他电流源是否协调一致，如否则系统报警，进行状态检修，直至进入合格状态；
b)检查该电流源节点短路比是否合格，如否则系统报警，调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否则系统报警，进行状态检修，直至进入合格状态；
有电流源节点超出电压动态安全域时：
a)检查该电流源节点电压调控参数与其他电流源是否协调一致，如否否则系统报警，进行状态检修，直至进入合格状态；；
b)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否则系统报警，进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点短路比是否合格，如否则系统报警，调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
d)检测该电流源电压控制模式与其他电流源是否协调一致：如否则系统报警，进行协调管理，直至进入合格状态。
有电流源节点超出相角动态安全域时：
a)检查该电流源短路比是否合格，否则系统报警，进行状态检修；
b)检查有功是否过负荷，如是则系统报警，现场调控；
c)检查无功电压灵敏度是否超标，如是则系统报警，进行状态检修。
本发明的有益效果是：本发明分别对新能源厂站的集电系统、无功补偿装置(SVG)、新能源厂站和新能源汇集站实施安全域管理，兼顾发电机组、无功补偿装置及输变电线路的无功裕度、电压裕度以及相角裕度的协调管理，给出使厂站无功裕度、电压裕度以及相角裕度最大化的最优运行方式，并对集电系统、无功补偿装置、新能源电场系统和新能源汇集站进行安全稳定风险评估并提供预防性控制措施。
本发明仅以新能源电场及其汇集站为例说明新能源厂站的监控策略，同样适用于其他厂站。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (9)

1.一种新能源厂站安全稳定评估及预防性制方法，其特征在于，包括以下步骤：
将新能源发电场主变所连接的各类发电机组、无功补偿装置等效成若干可控电流源并列运行；将汇集站主变所连接的各类发电场主变、无功补偿装置等效成若干可控电流源并列运行；根据电流源节点电压、电流及并网点电压计算电流源节点至并网点的等效电抗；
测量电流源出口的三相交流电流、交流电压及并网点的三相电压，并结合所述等效阻抗进行潮流计算，获得潮流数据及向量图；
对电流源节点的电压幅值、电压相角和PQ群划定安全域，所述安全域包括动态安全域、综合安全域、风险区域和紧急区域，电压幅值、相角和PQ点运行在不同安全域对应不同的运行状态，所述运行状态包括最优状态、稳定状态、风险状态和紧急状态；
新能源厂站系统根据运行状态进行报警及调控。
2.根据权利要求1所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：所述电流源等效电抗的计算公式为：其中，/>为电流源节点端部交流电压，/>为并网点电压，/>为电流源节点电流。
3.根据权利要求2所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：根据等效电抗可计算短路比，短路比的计算公式为：其中，UWiN，SWiN分别为电流源额定电压、额定容量，设置短路比阈值，超出阈值将报警。
4.根据权利要求2所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：所述第i个电流源节点无功电压灵敏度计算方法：
在电流源节点有功PWi、并网点电压UG1不变的情况下，电流源节点电压UWi变化引起输入并网节点无功Q′Wi变化的灵敏度ηAWi计算公式为：
在电流源节点有功PWi、电压UWi不变的情况下，并网点电压UG1变化引起电流源节点无功QWi变化的灵敏度ηBWi计算公式为：
其中XWi、δWi分别为第i个电流源节点等效电抗和相角；设置无功电压灵敏度阈值，超出阈值将报警。
5.根据权利要求1所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网电压正向、反向裕度均最大化，实时计算并给定所述电压幅值的动态安全域，设置为UWN-≤UWi≤UWN+，其中UWN-为动态安全域的下限边界，UWN+为动态安全域的上限边界；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证所测控厂站电网预留一定量的电压正向、反向裕度，所述电压幅值综合安全域的下限边界设置为UWmin，上限边界设置为UWmax，所述动态安全域下限边界UWN-与综合安全域下限边界UWmin之间以及动态安全域上限边界UWN+与综合安全域上限边界UWmax之间的区域为综合安全域；
为所测控厂站电网预留异常状态所必需的电压裕度，计算并给定电压幅值的风险区域下限边界UWRisk-，给定风险区域上限边界UWRisk+，综合安全域下限边界UWmin与风险区域下限边界UWRisk-之间以及综合安全域上限边界UWmax与风险区域上限边界UWRisk+之间的区域为风险区域；
所述电压幅值的紧急区域为超过风险区域下限边界UWRisk-和上限边界UWRisk+的区域。
6.根据权利要求1所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网相角裕度最大化，能够确保电力系统受到小的或大的干扰后，新能源厂站在自动调节和控制装置的作用下保持长过程运行的稳定性，在正常运行状态下，所有电流源节点相角应集中在一定的范围内，在角δ3与δ4之间的圆弧区域内，设置为相角的动态安全域；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，保证所测控厂站电网预留有一定量的相角裕度，保证所测控厂站预留一定量的相角裕度，能够确保厂站静态稳定性，能够保证在电力系统受到小扰动后，厂站能自动恢复到初始运行状态的能力，如果逆时针方向为正方向，在δ3与δ4之间动态安全域之外、且小于风险区域边界δ2而大于0度的圆弧区域为综合安全域；
为所测控厂站电网异常状态电压运行所必需相角裕度，在紧急区域边界δ1与风险区域边界δ2之间的圆弧区域设置为风险区域；异常状态下电流源节点相角可以进入该区域的下限和上限之间，但这时所测控厂站已经失去必需的相角裕度，系统恢正常后应尽快调整所有节点进入综合安全区域之内；
大于紧急区域边界δ1之外的区域为紧急区域，当相角进入该区域，已经进入不稳定状态，应及时处理，避免事故扩大。
7.根据权利要求1所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：首先设置PQ群最大运行区域，给出电流源PQ群节最大出力有功无功PQ边界abcd，作为PQ群风险区域边界，其中ab、cd两条直线水平布置，两直线之间的垂直距离为发电元件最大负荷率；选择新能源发电机组任一负荷率，做一水平线直线交曲线ad、bc于两点，两点之间线段长度为该负荷率的等有功所对应的无功调节空间，abcd边界内PQ点，纵坐标为发电元件有功负荷率，横坐标由该发电元件反向、正向动态无功储备比例确定；
为满足电力系统受到小的或大的干扰后能够恢复安全稳定需求，确保厂站电网正向、反向动态无功裕度均最大化，在所测控厂站视在功率不变的情况下，优化所测控厂站电流源之间的负荷分配，在abcd边界内计算并绘制PQ群动态安全域，动态安全域wxyz边界以内是PQ群运行的最佳区域；
为满足电力系统受到小扰动后能够恢复安全稳定需求，确保所测控厂站电网留有一定的正向、反向动态无功裕度，计算并绘制综合安全域，综合安全域efhg边界与动态安全域wxyz边界所围成的区域为综合安全域；
综合安全区域边界efhg与风险区域边界abcd所围成的区域为风险区域，它是为电网异常状态所预留的必需裕度，事故状态下PQ群可以进入该区域，但此时失去了大量动态无功储备，在系统电压波动时，部分电流源节点PQ点易超出此范围而失去稳定，在系统恢复正常后调整PQ群返回动态安全域；
紧急区域：风险区域边界abcd以外的区域设定为紧急区域，电流源节点禁止进入该区域，如进入该区域将失去稳定；
绘制上述电流源节点PQ群动态安全域、综合安全域或风险区域的边界时，点和点之间采用了直线、平滑曲线连接方式。
8.根据权利要求1所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：所述最优状态为新能源厂站所有电流源节点电压、相角及PQ群均运行在其动态安全域内；所述稳定状态为有的电流源节点PQ群、电压、相角均运行在综合安全域内；所述风险状态为有的电流源节点PQ点、电压、相角进入风险区域；所述紧急状态为有的电流源节点PQ点、电压、相角进入紧急区域。
9.根据权利要求8所述的新能源厂站安全稳定评估及预防性控制方法，其特征在于：所述预防性控制方法包括以下步骤：
当电流源节点超出PQ动态安全域时：
a)检查该电流源节点调控参数与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
b)检查该电流源节点短路比是否合格，如否调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
当电流源节点超出电压动态安全域时：
a)检查该电流源节点电压调控参数与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
b)检查该电流源节点无功电压灵敏度与其他电流源是否协调一致，如否进行状态检修，直至进入合格状态；
c)检查该电流源节点短路比是否合格，如否调整负荷或进行状态检修，直至进入合格状态；
d)检测该电流源电压控制模式与其他电流源是否协调一致：如否进行状态检修，直至进入合格状态；
当电流源节点超出相角动态安全域时：
a)检查该电流源短路比是否合格，否则系统报警，状态检修或调整直至进入合格状态；
b)检查有功是否过负荷，如是则系统报警，调整直至进入合格状态；
c)检查无功电压灵敏度是否超标，如是则系统报警，状态检修或调整直至进入合格状态。
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