一种基于多场站临界短路比的SVG选址定容方法与流程

本发明属于svg选址定容，具体涉及一种基于多场站临界短路比的svg选址定容方法的设计。

背景技术：

1、新能源大规模接入电网后，由于发电设备的弱支撑性，电网的电压支撑强度往往难以保障其安全稳定运行。近年来，为了扩大新能源在交直流混联电网中的接入规模，除了在换流站安装集中式静止无功发生器(svg)外，还需要在新能源场站的不同电压等级并网点或汇集站母线上增设小型分布式svg。然而，当前尚缺乏一种能够同时满足集中式与分布式svg配置需求的实用化工程方案。因此，为了增强交直流混联电网的电压支撑能力，确保新能源能够大规模安全接入，相关研究显得尤为迫切。

2、关于稳定判据，尽管现有方法通过折算典型电网参数和仿真来设定指标的临界值，但考虑到不同系统参数和工况下临界短路比会动态变化，这类临界值只能大致反映系统的临界状态，因此评估结果往往存在较大的误差。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决当前缺乏同时考虑集中式与分布式svg配置的工程实用化方案的问题，以及新能源发电设备的弱支撑性导致接入电网电压支撑强度难以满足电网的安全稳定需求的问题，提出了一种基于多场站临界短路比的svg选址定容方法。

2、本发明的技术方案为：一种基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1.计算各新能源场站当前短路比scrk；

4、s2.计算各新能源场站临界短路比scrcr；

5、s3.根据当前短路比与临界短路比判断是否需要配置svg，若是，执行步骤s4，若否，结束流程；

6、s4.筛选出所有需要配置svg的新能源场站；

7、s5.选择需要配置svg的新能源场站中短路比最小的新能源场站配置svg；

8、s6.计算接入svg后各新能源场站的当前短路比scrp，并返回步骤s3。

9、本发明的有益效果是：

10、1.降低了新能源场站接入电网后因功率输送超过极限功率而发生静态电压失稳的风险，有效提高了极高比例新能源渗透系统的供电可靠性。

11、2.通过配置总容量较少的svg，显著提升新能源接入后的电网电压支撑强度。

12、3.提出一种基于mrscr的分布/集中式混合优化配置方案，提高新能源场站断面极限输送能力，减小系统在运行中可能面临的静态电压失稳甚至崩溃的情况，保证电力系统可靠供电，避免不必要的经济损失。

13、作为优选，所述步骤s1中scrk的计算公式为：

14、

15、其中，sack表示新能源场站/发电单元k的短路容量；prek表示新能源场站/发电单元k输入电网的有功功率；prel表示新能源场站/发电单元l输入电网的有功功率；zeqkl表示并网母线节点互阻抗，为并网母线节点阻抗矩阵中的第k行第l列元素；zeqkk表示并网母线节点自阻抗，为并网母线节点阻抗矩阵中的第k行第k列元素；n表示并网母线节点总数。

16、作为优选，所述步骤s2具体包括以下步骤：

17、s21.对单机新能源并网系统，在并网点处建立潮流方程；

18、s22.根据潮流方程，获得关于并网母线电压平方的一元二次方程；

19、s23.求解一元二次方程得到并网母线电压的表达式；

20、s24.根据并网母线电压的表达式，计算系统处于临界电压稳定状态时的最大传输功率pmax；

21、作为优选，所述步骤s21中的潮流方程为：

22、

23、

24、其中，表示场站输出视在功率；j表示复数；eeq表示电网等值电压；u表示并网母线电压；表示场站输出电流；*表示共轭运算；peq表示有功功率；qeq表示无功功率；req表示线路电阻；xeq表示线路电抗；θ表示并网母线电压u的相角；φ表示电网等值电压eeq与并网母线电压u的相角差。

25、作为优选，所述步骤s22中一元二次方程为：

26、

27、其中，zeq表示各并网母线节点阻抗，zeq＝req+jxeq。

28、作为优选，所述步骤s23中并网母线电压的表达式为：

29、

30、ζ＝1+4(m-r2)

31、其中，m、r为相关参数，ζ为一元二次方程的判别式。

32、作为优选，所述步骤s24中最大传输功率pmax的计算公式为：

33、

34、并网点临界电压ut的计算公式为：

35、

36、作为优选，所述步骤s25中临界短路比scrcr的计算公式为：

37、

38、其中，sac表示交流系统输出视在功率；smax表示新能源场站输出最大视在功率。

39、作为优选，所述步骤s3中是否需要配置svg的判据为：

40、

41、其中，δ表示阈值，当判据成立时，需要配置svg；当判据不成立时，不需要配置svg。

42、作为优选，所述步骤s6中scrp的计算公式为：

43、

44、其中，unk表示新能源场站k并网点电压幅值。

45、上述优选方案的有益效果是：

46、在配置最小容量svg的基础上，整体提升各新能源场站的静态稳定极限和降低各场站的临界短路比，有效降低了各场站发生静态电压失稳的风险，在经济性和工程实用性方面都具有较强优势，有效保障电网安全稳定运行。

技术特征：

1.一种基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s1中scrk的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s21中的潮流方程为：

5.根据权利要求4所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s22中一元二次方程为：

6.根据权利要求5所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s23中并网母线电压的表达式为：

7.根据权利要求6所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s24中最大传输功率pmax的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s25中临界短路比scrcr的计算公式为：

9.根据权利要求8所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s3中是否需要配置svg的判据为：

10.根据权利要求9所述的基于多场站临界短路比的svg选址定容方法，其特征在于，所述步骤s6中scrp的计算公式为：

技术总结本发明属于SVG选址定容技术领域，具体公开了一种基于多场站临界短路比的SVG选址定容方法，通过计算各新能源场站当前的短路比与临界短路比，得到所有需要配置SVG的场站，选择短路比最小的新能源场站配置SVG，并重新计算各新能源场站短路比，重复以上步骤，直至所有新能源场站都无需配置SVG。本方法在配置最小容量SVG的基础上，整体提升各新能源场站的静态稳定极限和降低各场站的临界短路比，有效降低了各场站发生静态电压失稳的风险，在经济性和工程实用性方面都具有较强优势，有效保障电网安全稳定运行。技术研发人员：张青蕾,李海波,张德海,王康,李立,王碧阳,雒磊,东琦,崔葛安受保护的技术使用者：国网陕西省电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25