一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法及系统与流程

本发明涉及有源配电网等值模型仿真，并且更具体地，涉及一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法及系统。

背景技术：

1、新能源装机容量中分布式光伏装机规模增长迅猛，而分布式光伏通常安装在低压配电网中，其发出的电量直接供给用户负荷，多余或不足的电量由所接入电网进行调节。大量分布式光伏的接入使得传统无源配电网逐渐向更加复杂的有源配电网转变，电网负荷侧特性发生重大变化。此外，这些分布式光伏越来越多的被要求设计新的控制策略以提高暂态性能，尤其是低电压穿越能力。承载这些分布式光伏的有源配电网对整个电力系统动态的影响越来越深刻。由于电力系统的设计和运行严重依赖于系统仿真模型的准确性，开发有效的模型来表征实际的暂态特性具有重要意义。

2、研究大规模分布式光伏接入电网后的作用规律、动态特性和对电网安全稳定性的影响，必须基于与实际运行特性相同的有源配电网模型。建立详细的有源配电网模型是最直接的方法。然而，大电网中通常覆盖成百上千的有源配电网，对其进行仿真时，会大幅增加电网动态仿真的规模和时间，从而使得对每一个有源配电网进行详细建模变得不切实际。在这种情况下，研究含有源配电网的大电网安全稳定问题时，一般只需关注有源配电网对输电网的外部影响。换言之，无需详细描述有源配电网的内部细节，可以对原始模型进行适当简化。因此，在确保外部特性尽可能一致的前提下，建立能够兼顾计算精度和计算效率的有源配电网等值模型，是开展高渗透率分布式光伏接入电力系统暂态仿真及大电网安全稳定分析亟待解决的关键问题。

3、面对以上困难，现有有源配电网等值模型中，分布式光伏等值单元通常直接挂在与负荷相连的虚拟母线上，有源配电网中分布式光伏的聚合暂态特性由分布式光伏等值单元进行表征。现有等值模型在不同工况下运行时，模型的误差波动大，在严重工况下的精度低，极大地制约了含大规模分布式光伏的有源配电网等值模型的使用，限制了未来以新能源为主体的新型电力系统的稳定运行水平。

4、因此，需要一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值模型。

技术实现思路

1、本发明提出一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法及系统，以解决如何确定有源配电网等值模型的问题。

2、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法，所述方法包括：

3、获取有源配电网中分布式光伏的参数，并基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数；

4、获取有源配电网的潮流结果，并基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据；

5、基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗；

6、基于所述分布式光伏等效单元的等值参数和等值阻抗进行有源配电网等值模型的构建。

7、优选地，其中所述基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数，包括：

8、

9、

10、

11、

12、其中，cd,i、cf,i和lf,i分别表示等值前第i台分布式光伏的直流电容、交流电容与交流电抗；cdeq、cfeq和lfeq分别表示等值后的直流电容、交流电容和交流电抗；nd,i表示第i台分布式光伏的容量与分布式光伏等效单元的容量之比；ki表示第i台分布式光伏的穿越控制参数；keq表示等值后分布式光伏的控制参数；m表示分布式光伏的数量。

13、优选地，其中所述基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据，包括：

14、

15、

16、

17、

18、其中，sd,i表示等值前第i台分布式光伏的功率；sdeq表示分布式光伏等效单元的功率；sl,i表示等值前第i台负荷的功率；sleq表示负荷等效单元的功率；qc,i表示第i台电容的无功补偿；qceq表示电容等效单元的无功补偿；sleq表示负荷等效单元的功率；qc,i表示第i台电容的无功补偿；vd,i表示等值前第i台分布式光伏的端电压；ideq表示分布式光伏等效单元的电流，n表示负荷的数量，k表示补偿电容的数量；上标“.”表示相量；j表示复数；pdeq表示分布式光伏等效单元的有功功率；qdeq表示分布式光伏等效单元的无功功率；pleq表示负荷等效单元的有功功率；qleq表示负荷等效单元的无功功率。

19、优选地，其中所述基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗，包括：

20、

21、

22、

23、

24、其中，zeq表示等值模型中与分布式光伏等效单元连接的等值阻抗；sloss表示模型的网络损耗；ideq表示分布式光伏等效单元的电流；vpcceq表示等值后公共耦合点的电压；ipcceq表示等值后公共耦合点的电流；zdeq表示等值模型的等值阻抗；pdeq表示分布式光伏等效单元的有功功率；pleq表示负荷等效单元的有功功率；qdeq表示分布式光伏等效单元的无功功率；qleq表示负荷等效单元的无功功率；vpcc表示等值前公共耦合点的电压；spcc表示等值前公共耦合点的电压；spcceq表示等值后公共耦合点的电压；ppcceq表示等值模型中公共耦合点的有功功率；qpcceq表示等值模型中公共耦合点的无功功率；上标“.”表示相量；j表示复数。

25、根据本发明的另一个方面，提供了一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值系统，所述系统包括：

26、等值参数确定单元，用于获取有源配电网中分布式光伏的参数，并基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数；

27、潮流数据计算单元，用于获取有源配电网的潮流结果，并基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据；

28、等值阻抗确定单元，用于基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗；

29、等值模型构建单元，用于基于所述分布式光伏等效单元的等值参数和等值阻抗进行有源配电网等值模型的构建。

30、优选地，其中所述等值参数确定单元，基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数，包括：

31、

32、

33、

34、

35、其中，cd,i、cf,i和lf,i分别表示等值前第i台分布式光伏的直流电容、交流电容与交流电抗；cdeq、cfeq和lfeq分别表示等值后的直流电容、交流电容和交流电抗；nd,i表示第i台分布式光伏的容量与分布式光伏等效单元的容量之比；ki表示第i台分布式光伏的穿越控制参数；keq表示等值后分布式光伏的控制参数；m表示分布式光伏的数量。

36、优选地，其中所述潮流数据计算单元，基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据，包括：

37、

38、

39、

40、

41、其中，sd,i表示等值前第i台分布式光伏的功率；sdeq表示分布式光伏等效单元的功率；sl,i表示等值前第i台负荷的功率；sleq表示负荷等效单元的功率；qc,i表示第i台电容的无功补偿；qceq表示电容等效单元的无功补偿；sleq表示负荷等效单元的功率；qc,i表示第i台电容的无功补偿；vd,i表示等值前第i台分布式光伏的端电压；ideq表示分布式光伏等效单元的电流，n表示负荷的数量，k表示补偿电容的数量；上标“.”表示相量；j表示复数；pdeq表示分布式光伏等效单元的有功功率；qdeq表示分布式光伏等效单元的无功功率；pleq表示负荷等效单元的有功功率；qleq表示负荷等效单元的无功功率。

42、优选地，其中所述等值阻抗确定单元，基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗，包括：

43、

44、

45、

46、

47、其中，zeq表示等值模型中与分布式光伏等效单元连接的等值阻抗；sloss表示模型的网络损耗；ideq表示分布式光伏等效单元的电流；vpcceq表示等值后公共耦合点的电压；ipcceq表示等值后公共耦合点的电流；zdeq表示等值模型的等值阻抗；pdeq表示分布式光伏等效单元的有功功率；pleq表示负荷等效单元的有功功率；qdeq表示分布式光伏等效单元的无功功率；qleq表示负荷等效单元的无功功率；vpcc表示等值前公共耦合点的电压；spcc表示等值前公共耦合点的电压；spcceq表示等值后公共耦合点的电压；ppcceq表示等值模型中公共耦合点的有功功率；qpcceq表示等值模型中公共耦合点的无功功率；上标“.”表示相量；j表示复数。

48、基于本发明的另一方面，本发明提供一种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一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法中任一项的步骤。

49、基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：

50、上述的计算机可读存储介质；以及

51、一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

52、本发明提供了一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法及系统，包括：获取有源配电网中分布式光伏的参数，并基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数；获取有源配电网的潮流结果，并基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据；基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗；基于所述分布式光伏等效单元的等值参数和等值阻抗进行有源配电网等值模型的构建。本发明有助于解决有源配电网等值模型精度较低导致的电网稳定分析不准确的问题，提升高比例新能源电力系统认知能力，提高新清洁能源消纳能力，具有很高的应用价值。

技术特征：

1.一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗，包括：

5.一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述等值参数确定单元，基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数，包括：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述潮流数据计算单元，基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据，包括：：

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述等值阻抗确定单元，基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗，包括：

9.一种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如权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种考虑机组接入阻抗的有源配电网等值方法及系统，包括：获取有源配电网中分布式光伏的参数，并基于所述分布式光伏的参数计算分布式光伏等效单元的等值参数；获取有源配电网的潮流结果，并基于所述潮流结果确定分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据；基于所述分布式光伏等效单元的潮流数据和负荷等效单元的潮流数据计算有源配电网的等值阻抗；基于所述分布式光伏等效单元的等值参数和等值阻抗进行有源配电网等值模型的构建。本发明有助于解决有源配电网等值模型精度较低导致的电网稳定分析不准确的问题，提升高比例新能源电力系统认知能力，提高新清洁能源消纳能力，具有很高的应用价值。

技术研发人员：张星,胡善华,田鹏飞,穆清,乔小敏,彭红英,徐树文,李壮,程昱,安宁,李亚楼,周勤勇,吴狄珅,徐翌征,刘敏,卓谷颖,牛琳琳,彭丽,王峰,张艳,王霄霄
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23