本發(fā)明涉及新能源輸電領(lǐng)域，具體涉及一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源得到大規(guī)模的開發(fā)利用，新能源場站并網(wǎng)規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。在新能源大發(fā)期間，傳統(tǒng)的同步機(jī)組不得不出現(xiàn)大量暫時(shí)停運(yùn)狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)的短路容量急劇下降，由此出現(xiàn)了新能源場站出現(xiàn)無功電壓支撐不足等問題，為了增強(qiáng)電網(wǎng)強(qiáng)度，減少新能源出力期間導(dǎo)致的各種振蕩問題，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計(jì)算規(guī)范中明確提出了新能源多場站短路比的計(jì)算要求，主要保證新能源并網(wǎng)點(diǎn)/低壓側(cè)的電網(wǎng)短路容量與新能源并網(wǎng)規(guī)模的比值，當(dāng)新能源多場站短路比不滿足門檻值要求，如低于3時(shí)，則要求采取一定措施提高電網(wǎng)強(qiáng)度。一般采用在并網(wǎng)點(diǎn)加裝同步調(diào)相機(jī)的方式，但由于同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，需要配置潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，運(yùn)維工作量大，一般需要安排專人對調(diào)相機(jī)進(jìn)行運(yùn)維監(jiān)管。這給新能源投資方帶來了較大的投資及運(yùn)維壓力。

2、隨著構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的發(fā)展，將構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用于svg，對控制策略、變流器過流能力、直流側(cè)能量存儲單元進(jìn)行改造后，也可以實(shí)現(xiàn)和調(diào)相機(jī)幾乎相同的控制效果，在故障期間呈現(xiàn)電壓源外特性，同時(shí)這類設(shè)備是靜止部件，運(yùn)維損耗極低，由此可以更好的應(yīng)用于新能源多場站短路比不足的場合，提升電網(wǎng)對新能源并網(wǎng)點(diǎn)的強(qiáng)度，支撐更多的新能源接入。

3、但構(gòu)網(wǎng)型svg是一類新型設(shè)備，其并網(wǎng)后對新能源多場站短路比的提升效果如何進(jìn)行估算面臨較大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，本發(fā)明提出了一種構(gòu)網(wǎng)型svg提升新能源多場站短路比的計(jì)算方法，該方法主要適用于新能源多場站短路比不足，考慮構(gòu)網(wǎng)型svg安裝于新能源并網(wǎng)點(diǎn)以滿足新能源多場站短路比滿足規(guī)范的要求，由于構(gòu)網(wǎng)svg缺乏相應(yīng)的短路電流計(jì)算模型，本發(fā)明考慮了構(gòu)網(wǎng)svg接入的關(guān)鍵參數(shù)，提出了相對簡單可操作的方法，可以快速計(jì)算得到新能源多場站短路比提升效果。以滿足新能源并網(wǎng)要求，支撐更多的新能源接入，促進(jìn)新能源消納。

2、為解決上述技術(shù)問題，提出了一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法，包括，

3、根據(jù)各個(gè)新能源場站的安裝點(diǎn)、安裝容量以及線路阻抗計(jì)算構(gòu)網(wǎng)型svg未投入時(shí)新能源多場站短路比水平；根據(jù)構(gòu)網(wǎng)型svg的設(shè)計(jì)容量、連接阻抗、升壓變?nèi)萘考奥┛怪怠⒃O(shè)計(jì)的最大過載能力計(jì)算故障期間能提供的最大短路電流；計(jì)算構(gòu)網(wǎng)型svg接入后新能源場站的多饋入短路比提升數(shù)值，并進(jìn)行評估。

4、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述構(gòu)網(wǎng)型svg包括，指采用構(gòu)網(wǎng)型控制策略，呈現(xiàn)電壓源特性的設(shè)備，設(shè)備向故障點(diǎn)注入短路電流，并在故障期間維持內(nèi)電勢不變。

5、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述未投入時(shí)新能源多場站短路比水平包括，新能源多場站短路比水平根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算mrscri：

6、

7、其中，saci為新能源場站并網(wǎng)點(diǎn)母線i處的短路容量，prei為新能源場站i的出力，zij、zii為新能源場站并網(wǎng)點(diǎn)處的互阻抗、自阻抗，i、j為不同變量的索引。

8、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述最大短路電流包括，獲取構(gòu)網(wǎng)型svg的設(shè)計(jì)容量sg，連接阻抗xl，升壓變?nèi)萘縮t，升壓變壓器漏抗xt，變壓器的變比為1：tn，構(gòu)網(wǎng)型svg的設(shè)計(jì)的短時(shí)最大過載能力k。

9、計(jì)算連接阻抗、升壓變漏抗的總等效阻抗xz：

10、

11、比較等效阻抗與的大小，當(dāng)時(shí)，則認(rèn)為構(gòu)網(wǎng)型svg向并網(wǎng)點(diǎn)增加的短路容量sδ為：

12、

13、當(dāng)時(shí)，則認(rèn)為svg向并網(wǎng)點(diǎn)增加的短路容量為：

14、

15、其中，u為電壓值。

16、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述多饋入短路比提升數(shù)值包括，獲取新能源i場站的短路比為mrscri。

17、構(gòu)網(wǎng)型svg對新能源i場站增加的短路比為：

18、

19、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述評估包括，結(jié)合短路比的計(jì)算結(jié)果，利用電網(wǎng)穩(wěn)定性分析模塊，評估svg接入后對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性模型和電壓穩(wěn)定性模型，暫態(tài)穩(wěn)定性模型改進(jìn)為：

20、

21、其中，j表示系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，影響系統(tǒng)對動態(tài)變化的反應(yīng)，ω表示發(fā)電機(jī)的相位角位置變化，d為阻尼系數(shù)矩陣，g表示系統(tǒng)的連接強(qiáng)度，qelectrical為系統(tǒng)中電氣功率，qmechanical為系統(tǒng)中機(jī)械功率。

22、暫態(tài)穩(wěn)定性模型改進(jìn)為：

23、

24、h(t)＝e-λtsin(δt)

25、其中，u)t(為系統(tǒng)在時(shí)間t時(shí)的電壓值，λu為電壓衰減系數(shù)，id(t)為時(shí)間t時(shí)的負(fù)載電流，表示隨時(shí)間變化的電流輸入。r為系統(tǒng)的電阻，h(t)為時(shí)變?yōu)V波函數(shù)，λ為衰減率，δ為振蕩頻率。

26、

27、其中，sevaluation為綜合評估值，n為評估過程中考慮的樣本數(shù)量，f(k)為特定過濾函數(shù)，k為變量索引，表示第k個(gè)樣本。t'為總評估時(shí)間，pobserved(t為觀察到的實(shí)際功率，rmin為最小電阻值，rmax為最大電阻值，pthreshold(t)為暫態(tài)穩(wěn)定性閾值。

28、當(dāng)sevaluation≥sthreshold時(shí)，則電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定良好，當(dāng)sevaluation＜sthreshold時(shí)，電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定差。

29、設(shè)定電壓穩(wěn)定性指標(biāo)uindicator由測得的正常電壓值與理想電壓值uobserved的偏差決定：

30、uindicator＝|unominal-uobserved|

31、設(shè)定動態(tài)監(jiān)測閾值uthreshold，并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)電壓，當(dāng)uindicator≥uthreshold時(shí)，則電壓穩(wěn)定性差，當(dāng)uindicator＜uthreshold時(shí)，電壓穩(wěn)定性良好。

32、如果暫態(tài)穩(wěn)定性良好且電壓穩(wěn)定性良好，則電網(wǎng)整體穩(wěn)定性良好，如果任一指標(biāo)不良，則通過智能控制系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)，引入儲能裝置或調(diào)速發(fā)電機(jī)提高系統(tǒng)的瞬時(shí)響應(yīng)能力。

33、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述動態(tài)調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)包括，利用儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)故障時(shí)提供額外的短路電流，當(dāng)短路電流≤50ka時(shí)，啟動儲能系統(tǒng)提供的短路電流為20％的儲能容量，將額外電流釋放到電網(wǎng)中，協(xié)助提升短路比。

34、當(dāng)50ka<短路電流≤100ka時(shí)，啟動儲能系統(tǒng)提供的短路電流為40％的儲能容量，繼續(xù)釋放額外電流，改善短路比。

35、當(dāng)100ka<短路電流≤150ka時(shí)，啟動儲能系統(tǒng)提供的短路電流為60％的儲能容量。

36、當(dāng)短路電流>150ka時(shí)，啟動儲能系統(tǒng)提供的短路電流為80％的儲能容量。

37、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供了一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算系統(tǒng)，本發(fā)明確保新能源場站在接入電網(wǎng)時(shí)能夠滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求，通過svg的優(yōu)化配置和智能控制，提升新能源場站的短路比，增強(qiáng)電網(wǎng)的暫態(tài)和電壓穩(wěn)定性，從而保障電網(wǎng)的可靠運(yùn)行和新能源的有效利用。

38、作為本發(fā)明所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、svg分析模塊、評估模塊。

39、所述數(shù)據(jù)采集模塊，收集各個(gè)新能源場站的安裝點(diǎn)、安裝容量、線路阻抗參數(shù)，計(jì)算未投入svg時(shí)新能源多場站短路比水平。

40、所述svg分析模塊，收集構(gòu)網(wǎng)型svg的設(shè)計(jì)容量、連接阻抗、升壓變?nèi)萘考奥┛怪怠⒃O(shè)計(jì)的最大過載能力參數(shù)，計(jì)算svg在故障期間能提供的最大短路電流，根據(jù)阻抗比較結(jié)果，確定svg向并網(wǎng)點(diǎn)增加的短路容量。

41、所述評估模塊，計(jì)算svg接入后新能源場站的多饋入短路比提升數(shù)值，利用改進(jìn)的暫態(tài)穩(wěn)定性模型和電壓穩(wěn)定性模型進(jìn)行評估，根據(jù)穩(wěn)定性評估結(jié)果，通過智能控制系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)，改善短路比。

42、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的步驟。

43、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種構(gòu)網(wǎng)型svg新能源多場站短路比的計(jì)算方法的步驟。

44、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明可以快速基于所選擇構(gòu)網(wǎng)svg的基本參數(shù)推導(dǎo)出對并網(wǎng)點(diǎn)的新能源多場站短路比的提高數(shù)值。

45、本發(fā)明也可以基于現(xiàn)有新能源多場站短路比不足的問題，為了滿足新能源多場站短路比滿足并網(wǎng)要求，從而計(jì)算得到需要在并網(wǎng)點(diǎn)接入的構(gòu)網(wǎng)svg的容量及關(guān)鍵參數(shù)。