单新能源并网系统强度确定方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及新能源并网系统，尤其是涉及单新能源并网系统强度确定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、新能源并网系统是实现新能源发电与传统能源发电系统的高效稳定运行的重要技术之一。随着新能源发电技术的发展，电网中光伏和风电等新能源设备的占比逐渐增加。

2、目前，新能源设备主要以锁相环同步的跟网型变流器为并网接口，而跟网型变流器对电网起弱电压支撑作用，高占比新能源背景下，电网低短路比弱电网特征凸显，导致新能源设备与电网间的相互作用逐渐增强，容易引发宽频带振荡问题；另一方面，新能源场站中一般会配备一定比例的静止无功发生器(static var generator,svg)维持新能源场站的电压稳定。然而，svg与新能源设备存在相互作用，严重时甚至会恶化新能源设备引发的宽频带振荡问题。

3、现有技术可评估额定运行工况下含svg的新能源设备并网系统小干扰稳定裕度以及svg对系统稳定性的作用规律。然而，受天气等因素的影响，新能源设备出力表现为波动性，系统通常运行在非额定工况，而运行工况变化如何影响svg与新能源设备间的相互作用，以及如何影响系统的小干扰稳定性仍然是个难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供单新能源并网系统强度确定方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术无法准确分析在非额定工况下含svg的单新能源并网系统稳定性的技术问题。

2、本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：

3、方案一，单新能源并网系统强度确定方法，包括：

4、根据电网运行工况参数构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，根据所述传递函数矩阵建立反映所述单新能源并网系统的稳定性的闭环特征方程；

5、根据所述电网运行工况参数的动态特性将所述单新能源并网系统等效为单馈入系统，根据所述单馈入系统处理所述电网运行工况参数计算短路比和临界短路比，所述电网运行工况参数的动态特性能反映电网运行工况的变化；

6、根据所述短路比和所述临界短路比判断预设运行工况下所述单新能源并网系统的电网强度，并得到小干扰稳定裕度。

7、可选地，所述单新能源并网系统包括网络侧和设备侧，所述传递函数矩阵包括网络侧的第一传递函数矩阵和设备侧的第二传递函数矩阵。

8、可选地，所述设备侧包括svg和新能源设备，所述网络侧的第一传递函数矩阵为：

9、ynet(s)＝bγ(s)；

10、

11、

12、其中，ynet(s)为网络侧的第一传递函数矩阵，b为网络侧的导纳矩阵，γ(s)为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，ω00为单新能源并网系统的同步角频率，x1为新能源设备与svg间的等效电抗，xg为svg与无穷大电网间的等效电抗，s为拉普拉斯算子。

13、可选地，所述设备侧的第二传递函数矩阵为：

14、

15、其中，yg(s)为设备侧的第二传递函数矩阵，ycbr(s)为新能源设备的导纳矩阵，ysvg(s)为svg的导纳矩阵，sbs为svg的额定容量；ycbr(s)＝peycbr0(s)，pe＝u0id0＝id0，ycbr0(s)是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，pe为新能源设备的输出功率，u0为新能源设备的并网节点电压；id0为新能源设备的d轴输出电流。

16、可选地，所述闭环特征方程为：

17、

18、其中，ycbr0(s)是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，pe为新能源设备的输出功率，ysvg(s)为svg的导纳矩阵，sbs为svg的额定容量；b为网络侧的导纳矩阵，s为拉普拉斯算子。

19、可选地，所述单馈入系统的闭环特征方程为：

20、det{[ycbr0(s)+δ(s)]|γ-1(s)+scr·i}＝0；

21、

22、

23、其中，ycbr0(s)是在额定工况下以自身容量为基准标幺化后的导纳矩阵，δ(s)为svg动态特性的阻抗导纳矩阵，γ(s)为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，γ-1(s)为γ(s)的逆矩阵；p1为svg对系统小干扰稳定性的影响因子；sbs为svg的额定容量，ysvg(s)为svg的导纳矩阵；scr为不含svg的单新能源并网系统的短路比；l1为svg与新能源设备间的电感，lg为设备侧的并网电感，i为单位矩阵。

24、可选地，当单能源并网系统处于临界稳定状态时，临界短路比为：

25、cscr＝arg{det{[ycbr(sc)+δ(sc)]γ-1(sc)+scr·i}＝0}；

26、其中，cscr为临界短路比，sc＝jωc是等效系统在复平面虚轴上的主导特征值；ycbr(sc)为单馈入系统的短路比等于临界短路比时的导纳矩阵；δ(sc)为单馈入系统的短路比等于临界短路比时svg动态特性的阻抗导纳矩阵；ωc是振荡频率，γ(s)为网络侧导纳矩阵的系数矩阵，γ-1(s)为γ(s)的逆矩阵；scr为不含svg的单新能源并网系统的短路比；i为单位矩阵。

27、方案二，含svg的单新能源并网系统电网强度确定装置，包括：

28、特征方程构建模块，用于根据电网运行工况参数构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，根据所述传递函数矩阵建立反映所述单新能源并网系统的稳定性的闭环特征方程；

29、短路比计算模块，用于根据所述电网运行工况参数的动态特性将所述单新能源并网系统等效为单馈入系统，根据所述单馈入系统处理所述电网运行工况参数计算短路比和临界短路比，所述电网运行工况参数的动态特性能反映电网运行工况的变化；

30、强度判断模块，用于根据所述短路比和所述临界短路比判断预设运行工况下所述单新能源并网系统的电网强度，并得到小干扰稳定裕度。

31、方案三，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现方案一的步骤。

32、方案四，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现方案一的步骤。

33、本发明提供了单新能源并网系统强度确定方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括：根据电网运行工况参数构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，根据所述传递函数矩阵建立反映所述单新能源并网系统的稳定性的闭环特征方程；根据所述电网运行工况参数的动态特性将所述单新能源并网系统等效为单馈入系统，根据所述单馈入系统处理所述电网运行工况参数计算短路比和临界短路比，所述电网运行工况参数的动态特性能反映电网运行工况的变化；根据所述短路比和所述临界短路比判断预设运行工况下所述单新能源并网系统的电网强度，并得到小干扰稳定裕度。

34、有鉴如此，本发明带来的有益效果是：

35、本发明考虑电网运行工况变化，构建含静止无功发生器的单新能源并网系统的传递函数矩阵，并进一步构建系统的闭环特征方程；将单新能源并网系统等效为单馈入系统，利用单馈入系统处理参数获得短路比和临界短路比，基于短路比分析方法，揭示了电网运行工况变化如何影响svg和新能源设备间的相互作用，以及运行工况如何影响系统的小干扰稳定性，揭示了复杂工况下svg对系统小干扰稳定性影响的作用规律。本发明能够准确分析在预设运行工况下含svg的单新能源设备并网系统的电网强度和小干扰稳定裕度，获得系统的稳定性结果。