一种新能源接入电网整定管理系统及方法与流程

本发明涉及整定管理，更具体涉及一种新能源接入电网整定管理系统及方法。

背景技术：

1、近年来，伴随着生态环境问题的出现，加之能源资源的大量消耗，使得新能源发电技术的优势逐渐凸显出来，特别是光伏、风能发电，并且新能源发电行业市场容量也以逐年增长的趋势呈现，在新能源发电的过程中，实际的输出功率会被光照、风力等因素影响到配电网的运行，并且随着新能源的入网，配电系统内部的拓扑结构与潮流分布情况也随之发生了变化，同时在新能源入网时，会引起整个供电网络的电压波动，还会改变负载和线路中电线的无用功率的增加，例如中国专利cn103580030b,并网型光伏电站无功电压控制方法及系统，采用一种光伏电站三层无功功率控制策略，该策略协调无功补偿装置与光伏发电单元之间及单个光伏发电单元逆变器之间的无功输出。在该控制策略下，对电网提供无功电压支撑，光伏电站能够更有效的调节电网电压，并结合光伏阵列降功率运行策略，在光伏电站无功输出能力一定的前提下，确保电网的稳定运行。解决了大规模光伏电站接入电网引起的并网点电压越限问题。还例如中国专利cn113489070a，一种用于新能源并网的柔直参数智能优化方法及系统，包括：确定大规模新能源孤岛接入柔直系统的关键参数；实时采集大规模新能源孤岛接入柔直系统的并网点处的瞬时有功功率及无功功率，根据瞬时有功功率及无功功率提取特征分量；根据系统运行工况对智能优化算法的关键参数进行整定，并根据特征分量判断系统是否满足智能优化算法的投入条件；若满足，则根据系统运行工况采用所述智能优化方法动态调整柔直孤岛换流站外环比例-积分控制器的比例参数，直至特征分量满足智能优化算法的退出条件，实现系统稳定。本发明能够实时监测系统运行状态。上述两个技术方案，虽然都是自适应过流保护，但是并没有从无用功率的损耗来进一步优化电网的运行，同时由于负载的实时功率受环境因素和电源输入的影响,通过理论值不能够准确的计算出负载的实时能源消耗值，也不能基于准确的实时负载能源消耗值精确的调整入网新能源电源信号的无功功率对电网进行优化处理。

技术实现思路

1、为了更好的解决上述问题，本发明提供一种新能源接入电网整定管理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2、步骤s1：基于新能源电源信号接入电网后的第一电网对应的全部电网线路、所述新能源电源信号接入的位置和输入的所述第一电网的布局图构建所述第一电网的孪生模型，并将每一电网线路的实时运行参数更新到所述孪生模型并进行可视化；

3、步骤s2：基于所述新能源的实时运行参数和历史运行参数及所述第一电网中第i线路的实时运行参数和历史运行参数训练第i线路对应的第i计算模型，其中i的取值范围为大于等于1小于等于n的正整数，n为第一电网中线路的总数；

4、步骤s3：将所述第i线路对应的负载能源消耗值和所述第i线路对应的能源消耗额定值进行对比获取第一对比结果，并基于所述第i线路对应的负载能源消耗值的变化率预测所述第i线路的负载能源消耗值的趋势；还根据所述第一对比结果对所述第i计算模型进行训练；

5、步骤s4：在所述第i线路中至少一个负载的能源消耗值从额定值发生变化时，在所述孪生模型中所述第i线路中的负载的位置处显示预警信息，同时确定新能源电源信号的最优无功功率值，并实时的调整所述新能源电源信号无功功率，减小所述新能源电源信号无功功率与所述最优无功功率之间的差值直至所述差值最小；

6、步骤s5：在所述新能源电源信号的无功功率调整后，重新采集所述第i线路的实时运行参数，对所述第i计算模型进行重新训练获取更准确的实时功率。

7、作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤s1中，构建所述电网的孪生模型包括如下步骤：

8、步骤s11：采集所述第一电网的电路参数实时数据，还获取所述第一电网中各个电网线路的位置信息和所述各个电网线路的连接关系；

9、步骤s12：基于所述第一电网的各个电网线路参数实时数据、所述各个电网线路的位置及各个线路之间的连接关系构建孪生模型，所述孪生模型为三维数字孪生模型。

10、作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤s2中，通过所述孪生模型将所述第一电网的每一线路实时运行参数进行可视化包括：所述每一线路的实时运行电流值、所述每一线路的实时运行电流值的变化率、所述每一线路中负载的实时运行功率。

11、作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤s3中，在所述第一对比结果小于第一阈值时，所述第i线路对应的实时负载能源消耗值正常，同时计算所述第i线路对应的实时负载能源消耗值的变化率，并基于所述变化率，计算在第一预设时间内所述第i线路对应的第一负载能源消耗量的预测值，在所述第一负载能源消耗量的预测值大于所述第i线路额定负载能源消耗值时，提高所述第i计算模型对所述第i线路负载能源消耗值的计算频率，在第二预设时间内，所述第i线路对应的第一负载能源消耗量的预测值大于所述第i线路的额定负载能源消耗值时，执行步骤s4,否则，正常执行，其中所述第一预设时间大于所述第二预设时间；

12、在所述第一对比结果大于所述第一阈值时，在所述第i线路对应的实时负载能源消耗值大于所述第i线路的额定负载能源消耗值的情况下，立即执行步骤s4；在所述第i线路对应的实时负载能源消耗值小于所述第i线路的额定负载能源消耗值的情况下，查找与所述第i线路对应的第i计算模型电气特性相同的第j线路对应的第j计算模型，基于第j模型计算所述第i线路对应的实时负载能源消耗值，将所述第j线路的历史运行数据添加到所述第i线路的历史运行数据中重新对所述第i计算模型进行训练。

13、作为本发明一种更优选的技术方案，在所述步骤s4中，在对所述新能源电源信号的无功功率进行调整过程中不对所述第i线路的实时负载能源消耗值的计算，在所述第i线路的实时电流、实时电压及实时功率达到稳定状态以后再进行所述第i线路的实时负载能源消耗值的计算。

14、作为本发明一种更优选的技术方案，所述稳定状态包括所述实时电流、实时电压或者实时负载能源消耗值在设定时间内变化率小于等于设置值，其中不同参考参数设置值不同，所述参考参数包括实时电流、实时电压或者实时负载能源消耗值。

15、作为本发明一种更优选的技术方案，所述新能源电源信号包括有功电源信号和无功电源信号。

16、本发明还提供一种新能源接入电网整定管理系统，用于实现上述的新能源接入电网整定管理方法，所述系统包括：

17、控制器，用于输出新电源电源信号的控制信息；

18、电源调整器，用于根据所述控制信息调整所述新能源电源信号的输出，在所述第i线路中至少一个负载的能源消耗值从额定值发生变化时，确定新能源电源信号的最优无功功率值，通过实时的调整所述新能源电源信号无功功率，减小所述新能源电源信号无功功率与所述最优无功功率之间的差值直至所述差值最小；

19、构建单元，用于基于新能源接入所述电网后的第一电网对应的全部电网线路信息和所述新能源接入的位置信息构建所述电网的孪生模型，并将每一电网线路的实时工作参数更新到所述孪生模型；

20、获取单元，用于获取所述第一电网每一线路的实时参数；

21、训练单元配置为：基于所述新能源电源信号的实时运行参数及所述第一电网中第i线路的实时运行参数和历史运行参数训练第i线路对应的第i计算模型，其中i的取值范围为大于等于1小于等于n的正整数，n为第一电网中线路的总数；还根据所述第一对比结果对所述第i计算模型进行训练；在所述新能源电源信号的无功功率调整后，重新采集所述第i线路的实时运行参数，对所述第i计算模型进行重新训练获取更准确的实时功率；

22、计算单元，将所述第i线路对应的实时负载能源消耗值和所述第i线路对应的负载能源消耗额定值进行对比获取第一对比结果，并基于所述第i线路对应的负载能源消耗值的变化率预测所述第i线路的负载能源消耗值的趋势；

23、显示单元，并通过所述孪生模型将所述第一电网的实时运行参数进行可视化，在所述第i线路中至少一个负载的能源消耗值从额定值发生变化时，在所述孪生模型中所述第i线路中的负载的位置处显示预警信息。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

25、本发明通过根据第一电网的布局图和各个电网线路的连接关系和位置信息构建三维数字孪生模型，并实时采集各个电网线路的实时运行参数添加到孪生模型对应位置，可以直观的立体的查看整个电网的工作状态及参数，还通过各个电网线路的计算模型进行训练，并通过该模型计算实时的负载能源消耗值，将电网线路的实时负载能源消耗值和额定负载能源消耗值进行对比，在对比结果较小时，根据对比结果预测实时负载能源消耗值的变化趋势，并在实时能源消耗值大于额定能源消耗值的情况下，调整新能源电源信号的无功功率的值，并等待上述电网线路的稳定后继续实时的检测电网线路的实时功率，当对比结果较大时，且实时能源消耗值较小时，使用电气特性与该电网线路相同的其他电网线路的计算模型计算该电网线路的实时负载能源消耗值，并使用其他电网线路的历史运行参数和该电网的运行参数对该电网线路的计算模型进行重新训练，使该电网线路对应的计算模型更加的精确，在实时负载能源消耗值大于额定负载能源消耗值时，将预警信息显示在孪生模型中对应位置，通过上述技术方案，能够对第一电网的实时负载能源消耗值更加精准的计算，通过上述技术方案，能够对第一电网的实时负载能源消耗值更加精准的计算，从而使第一电网控制器能够基于所述实时负载能源消耗值调整新能源电源信号，通过电源调整器更加有效的抵消负载的无功功率来优化电网性能。