一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法与流程

本发明属于配电网最优潮流调度，具体涉及一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法。

背景技术：

1、伴随着能源危机日益加深、环境污染逐步扩大的现状，大力开展新能源事业成为我国能源战略的重要发展方向。

2、然而，新能源电源不同于传统发电设备，其独特的结构特性与故障响应策略为电力系统带来了新的挑战。受新能源大规模并网带来的故障特性变化的影响，其中最严重的就是新能源并网系统输出的复杂短路电流可能导致传统保护发生误动或拒动，进而威胁电力系统的安全稳定运行。因此，提出一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度对于配电网的安全运行具有重大意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，能够在计及短路电流对配电网造成影响同时，保证配电网的最优潮流调度，对配电网安全性提供方案。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，包括以下步骤：

4、建立新能源机组短路电流贡献评估指标体系，所述评估指标体系为新能源对配电网短路电流的贡献评估指标，根据新能源机组的位置和控制策略分别计算的配电网短路时各机组对节点短路电流的贡献；

5、确定新能源机组配电网短路的控制能力；

6、根据评估指标所需参数，采集实测数据；

7、结合实测数据和与之对应的评估指标，分别给予新能源机组短路电流贡献的评估指标权重，根据不同所述新能源机组对节点短路电流的贡献给予权重，得到不同节点短路电流评估值；

8、对新能源机组短路电流贡献评估指标与新能源机组配电网短路的控制能力进行综合排序，确定综合评估指标，选出当前最优的配网最优调度方法，根据所述综合评估指标，对高风险线路进行更严格限制，在最优潮流目标函数中增加约束项；

9、量化短路电流对于配电网最优潮流的灵敏度，考虑综合评估指标，添加潮流约束，重新计算配电网最优潮流。

10、进一步地，所述短路电流计算公式如下：

11、

12、式中：iam，ibm和icm分别为a相、b相和c相稳态故障电流，θi为相角初始值，s0为故障下新能源机组提供视在功率，γ为正序电压跌落系数，β为电压不对称度，为故障前并网点正序电压。

13、进一步地，所述新能源机组配电网短路的控制能力的评估步骤包括：根据新能源机组的容量大小，接入配电网的位置，新能源机组控制策略，结合继电保护策略，判断新能源机组的无功支持能力，评估新能源机组对配电网短路的控制能力。

14、进一步地，所述评估指标所需参数包括：配电网节点负荷功率、节点电压、线路阻抗、新能源机组位置、新能源机组出力和继电保护装置状态。

15、进一步地，所述综合评估指标采用主成分分析法进行分析，包括以下步骤：

16、根据新能源机组短路电流贡献评估指标和新能源机组对配电网短路的控制能力指标建立二级评估体系；

17、将指标x1,x2…xn进行降维，寻求原指标的线性组合fm；

18、通过数据处理，计算综合排序，得到最大综合度的评估指标。

19、进一步地，所述线性组合fm为：

20、

21、其中，a1i,a2i……ami(i＝1,……,n)为x的协方差阵∑的特征值多对应的特征向量，zx1,zx2,……zxn是原始变量经过标准化处理的值，n为评估指标数，m为主成分数量；

22、成分矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值开平方根便得到两个主成分中每个指标所对应的系数，即a1i,a2i……ami(i＝1,……,n)，通过计算得到f，根据f确定综合评估指标。

23、进一步地，所述f计算公式为：

24、

25、式中m为主成分分析法提取的主成分数，fi为通过主成分分析法得到的原指标的线性组合。

26、进一步地，所述配电网最优潮流采用灵敏度分析法，所述灵敏度分析法包括以下步骤：

27、经过内点法迭代，得到最优潮流结果；

28、根据综合评估指标，对重要线路进行灵敏度分析；

29、根据灵敏度分析结果，调节最优潮流。

30、进一步地，所述内点法公式如下:

31、f＝ax

32、其中，f为不平衡量，a为迭代矩阵，x为修正量。

33、进一步地，利用矩阵a的逆可得到线路短路电流对潮流的灵敏度，其公式如下：

34、

35、

36、其中，i为短路电流，p,q为节点有功，无功，θi为相角初始值，s0为故障下新能源机组提供视在功率，β为电压不对称度，为故障前并网点正序电压。

37、本发明的有益效果：

38、本发明通过建立新能源机组短路电流贡献评估指标体系，确定新能源机组对配电网短路的控制能力，量化短路电流对于配电网最优潮流的灵敏度，利用灵敏度调节精准，计算量少，反应速度快的优点，调节潮流分配，建立配电网最优调度方法，能够在计及短路电流对配电网造成影响同时，保证配电网的最优潮流调度，对配电网安全性提供方案。

技术特征：

1.一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述短路电流计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述新能源机组配电网短路的控制能力的评估步骤包括：根据新能源机组的容量大小，接入配电网的位置，新能源机组控制策略，结合继电保护策略，判断新能源机组的无功支持能力，评估新能源机组对配电网短路的控制能力。

4.根据权利要求1所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述评估指标所需参数包括：配电网节点负荷功率、节点电压、线路阻抗、新能源机组位置、新能源机组出力和继电保护装置状态。

5.根据权利要求1所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述综合评估指标采用主成分分析法进行分析，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述线性组合fm为：

7.根据权利要求6所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述f计算公式为：

8.根据权利要求1所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述配电网最优潮流采用灵敏度分析法，所述灵敏度分析法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，所述内点法公式如下:

10.根据权利要求8所述的一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，其特征在于，利用矩阵a的逆可得到线路短路电流对潮流的灵敏度，其公式如下：

技术总结
本发明属于配电网最优潮流调度技术领域，公开一种计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，包括以下步骤：建立新能源机组短路电流贡献评估指标体系，所述评估指标体系为新能源对配电网短路电流的贡献评估指标；确定新能源机组配电网短路的控制能力；根据评估指标所需参数，采集实测数据；结合实测数据和与之对应的评估指标，分别给予新能源机组短路电流贡献的评估指标权重；对新能源机组短路电流贡献评估指标与新能源机组配电网短路的控制能力进行综合排序。该计及短路电流和新能源机组控制能力的配网最优调度方法，能够在计及短路电流对配电网造成影响同时保证配电网的最优潮流调度，对配电网安全性提供方案。

技术研发人员：王京景,王吉文,戴长春,张炜,李端超,谢大为,吴旭,王磊,丁超,麦立,许斌
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14