一种提升新能源多场站短路比的网架优化调整方法和装置与流程

本发明涉及新能源电力系统安全稳定分析与控制，并且更具体地，涉及一种提升新能源多场站短路比的网架优化调整方法和装置。

背景技术：

1、近年来，以风电、光伏为代表的新能源发电设备大规模接入电网，现有新能源发电设备大多采用跟踪电网电压的控制模式，需要交流电网提供电压支撑。新能源多场站短路比是衡量电压支撑的重要指标，实际应用中，已经出现多个高渗透率新能源并网地区出现新能源多场站短路比不合格率较高的场景，亟需对短路比的提升控制措施展开研究。

2、当前，对新能源多场站短路比的研究主要集中在其合理定义和计算方法上，对提升短路比的控制措施研究还较为欠缺。工程上提升新能源多场站短路比的方法主要是基于专家经验的人工试凑法，存在耗费人力成本高、难以获得优化解等缺陷，缺乏以提升新能源多场站短路比为目标的优化控制方法和系统，目前电网规划仿真软件系统中，还不具备新能源多场站短路比提升决策支撑功能。

3、从原理上来看，新能源并网区域网架结构和接线方式都将影响系统的新能源多场站短路比，上述因素会直接导致短路容量变化，从而造成并网点短路比变化。因此在运行阶段可考虑改变电网接线方式、切换检修线路投退状态，通过降低新能源并网点系统等值阻抗、增大并网点短路容量，实现并网点短路比提升。在规划阶段可通过新增并网点区域的输电线路、变压器，实现提升并网点短路比的目标。

4、因此，亟需研究和提出基于网架优化调整的新能源多场站短路比提升控制方法，并研制对应的辅助决策装置，从而提高电网、新能源场站的安全稳定运行水平。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中缺乏以提升新能源多场站短路比为目标的优化控制方法和系统，以及电网规划仿真软件系统中，还不具备新能源多场站短路比提升决策支撑功能的技术问题，本发明提供一种提升新能源多场站短路比的网架优化调整方法和装置。

2、根据本发明的一方面，本发明提供一种提升新能源多场站短路比的网架优化调整方法，所述方法包括：

3、步骤1-1，构建包含新能源多场站的电网仿真数字模型，其中，所述电网仿真数字模型包括电网潮流仿真元件数据模型和电网稳定仿真元件数据模型，所述电网潮流仿真元件数据模型构成基础电网运行方式，所述电网潮流仿真元件数据模型包括新能源场站模型，所述新能源场站模型中包括新能源发电单元；

4、步骤1-2，基于短路比计算公式，根据每个新能源场站的母线节点在基础电网运行方式下的运行参数计算其对应的短路容量，等效容量和短路比，其中，所述每个新能源场站的母线节点包括新能源发电单元的低压节点和每个新能源场站的并网高压节点，所述运行参数包括母线节点的系统标称电压，实际运行电压的共轭，注入电网的新能源视在功率，以及自阻抗和与其他母线节点之间的互阻抗；

5、步骤1-3，基于设置的不合格节点判断规则，根据每个新能源场站的母线节点在基础电网运行方式下的短路比确定新能源多场站短路比不合格节点，生成新能源多场站短路比不合格节点集合；

6、步骤1-4，基于设置的子网络分群规则，根据新能源多场站短路比不合格节点集合中任意两个母线节点的互阻抗模值和设置的模值阈值生成至少一个子网络集合；

7、步骤1-5，对于每个子网络集合中的任意两个母线节点，根据两个母线节点之间的电网支路阻抗计算两个母线节点之间的最短路径，并根据所述最短路径包含的支路的出现次数确定电网的侯选支路集合，其中，所述电网支路阻抗包括所述电网潮流仿真元件数据模型中的输电线路电抗和变压器漏抗；

8、步骤1-6，根据所述基础电网运行方式和所述侯选支路集合中的支路生成侯选运行方式集合；

9、步骤1-7，基于短路比计算公式，根据在所述侯选运行方式集合中的每个侯选运行方式包含的新能源多场站短路比不合格节点集合中的不合格母线节点的运行参数计算其对应的短路容量和等效容量；

10、步骤1-8，根据每个侯选运行方式包含的新能源多场站短路比不合格节点集合中的不合格母线节点在该侯选运行方式下的短路容量和等效容量，以及在基础运行方式下的短路容量和等效容量确定每个侯选运行方式的有效性结果，并根据所述有效性结果生成网架优化调整策略集合，其中，所述有效性结果包括运行方式有效和运行方式无效。

11、根据本发明的另一方面，本发明提供一种提升新能源多场站短路比的网架优化调整装置，所述装置包括：

12、模型构建模块，用于构建包含新能源多场站的电网仿真数字模型，其中，所述电网仿真数字模型包括电网潮流仿真元件数据模型和电网稳定仿真元件数据模型，所述电网潮流仿真元件数据模型构成基础电网运行方式，所述电网潮流仿真元件数据模型包括新能源场站模型，所述新能源场站模型中包括新能源发电单元；

13、第一计算模块，用于基于短路比计算公式，根据每个新能源场站的母线节点在基础电网运行方式下的运行参数计算其对应的短路容量，等效容量和短路比，其中，所述每个新能源场站的母线节点包括新能源发电单元的低压节点和每个新能源场站的并网高压节点，所述运行参数包括母线节点的系统标称电压，实际运行电压的共轭，注入电网的新能源视在功率，以及自阻抗和与其他母线节点之间的互阻抗；

14、第一集合模块，用于基于设置的不合格节点判断规则，根据每个新能源场站的母线节点在基础电网运行方式下的短路比确定新能源多场站短路比不合格节点，生成新能源多场站短路比不合格节点集合；

15、第二集合模块，用于基于设置的子网络分群规则，根据新能源多场站短路比不合格节点集合中任意两个母线节点的互阻抗模值和设置的模值阈值生成至少一个子网络集合；

16、第三集合模块，对于每个子网络集合中的任意两个母线节点，根据两个母线节点之间的电网支路阻抗计算两个母线节点之间的最短路径，并根据所述最短路径包含的支路的出现次数确定电网的侯选支路集合，其中，所述电网支路阻抗包括所述电网潮流仿真元件数据模型中的输电线路电抗和变压器漏抗；

17、第四集合模块，用于根据所述基础电网运行方式和所述侯选支路集合中的支路生成侯选运行方式集合；

18、第二计算模块，用于基于短路比计算公式，根据在所述侯选运行方式集合中的每个侯选运行方式包含的新能源多场站短路比不合格节点集合中的不合格母线节点的运行参数计算其对应的短路容量和等效容量；

19、结果输出模块，用于根据每个侯选运行方式包含的新能源多场站短路比不合格节点集合中的不合格母线节点在该侯选运行方式下的短路容量和等效容量，以及在基础运行方式下的短路容量和等效容量确定每个侯选运行方式的有效性结果，并根据所述有效性结果生成网架优化调整策略集合，其中，所述有效性结果包括运行方式有效和运行方式无效。

20、根据本发明的又一个方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

21、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

22、本发明所述的提升新能源多场站短路比的网架优化调整方法和装置，其中，所述方法通过构建包含新能源多场站的电网仿真数字模型，基于短路比计算公式，根据每个新能源场站的母线节点在基础电网运行方式下的运行参数计算其对应的短路容量，等效容量和短路比；通过短路比识别不合格节点，并对其进行子网络划分，最短路径识别，确定侯选支路集合；根据所述基础电网运行方式和所述侯选支路集合中的支路生成侯选运行方式集合；根据每个侯选运行方式包含的新能源多场站短路比不合格节点集合中的不合格母线节点在该侯选运行方式下的短路容量和等效容量，以及在基础运行方式下的短路容量和等效容量确定每个侯选运行方式的有效性结果，并根据所述有效性结果生成网架优化调整策略集合。所述方法和装置通过电网基础运行方式下识别不合格母线节点，进行子网络划分和最短路径识别，生成侯选运行方式，然后比较侯选运行方式下不合格母线节点的短路容量和等效容量与基础运行方式下对应的不合格母线节点的短路容量和等效容量的变化值，实现了面向新能源多场站短路比提升的有效网架优化调整策略自动生成，为新型电力系统的科学规划、新能源场站安全稳定运行提供了技术支撑，有得于提升电网的安全稳定运行水平和新能源的规模化安全接入水平。