一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，包括獲取配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)以及接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)；含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷增長因子LSF的初始值為1，根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)和風(fēng)電參數(shù)獲得含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)在當(dāng)前LSF下的潮流，并判斷潮流是否收斂，若是，則獲得配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓幅值、相角以及各支路末端的傳輸功率，若否則配電網(wǎng)失去靜態(tài)電壓穩(wěn)定性；根據(jù)含風(fēng)電的配電網(wǎng)的潮流計算結(jié)果獲得各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)；根據(jù)各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)獲得全網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度，根據(jù)靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度的數(shù)值的大小評估當(dāng)前LSF下的含風(fēng)電的配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，并確定系統(tǒng)最薄弱支路和最薄弱節(jié)點。
【專利說明】—種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于含分布式電源的配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性研究領(lǐng)域，更具體地，涉及一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法。

【背景技術(shù)】
[0002]提高配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性對于保證供電的可靠性和改善電能的質(zhì)量均具有重要意義。近年來，隨著配電網(wǎng)中電力機車、電弧爐、單相整流設(shè)備等單相負(fù)荷不斷增加，配電網(wǎng)的三相電壓、電流不再對稱、線路電能損耗增大、設(shè)備損壞、電壓穩(wěn)定水平降低。此夕卜，由于智能電網(wǎng)建設(shè)的迫切需要，大量雙饋風(fēng)力發(fā)電機并入配網(wǎng)運行，一方面其接入方式既有可能是三相接入，也可能是兩相或單相接入，使得配電網(wǎng)的三相不平衡現(xiàn)象更加突出；另一方面改變了配電系統(tǒng)原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和潮流方向，對配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響。因此，研究含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性具有重要理論意義與現(xiàn)實意義。
[0003]針對含風(fēng)電的配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析，已有學(xué)者提出相應(yīng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)，即以系統(tǒng)潮流計算為基礎(chǔ)，將線路輸送功率的極值作為電壓失穩(wěn)的臨界，定量評價系統(tǒng)當(dāng)前的運行電壓與電壓崩潰點的距離。但目前對靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)的研究主要集中于三相對稱系統(tǒng)，而對含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究，僅僅局限于電壓幅值的變化情況，而沒有考慮負(fù)荷變化對電壓穩(wěn)定性的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其目的在于對含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性進行評估，由此解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮負(fù)荷變化對電壓穩(wěn)定性的影響導(dǎo)致評估結(jié)果不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，包括下述步驟:
[0006]S1:獲取配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)以及接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)；
[0007]所述系統(tǒng)參數(shù)包括線路的電阻與電抗、有功負(fù)荷與無功負(fù)荷分布和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型；所述風(fēng)電參數(shù)包括額定功率和功率因數(shù)；
[0008]S2:r = O, r為風(fēng)電在三相不平衡配電網(wǎng)中安裝位置的更換次數(shù)；
[0009]S3:LSF = 1,LSF為含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷增長因子；LSF的值為增長后的負(fù)荷與增長前的負(fù)荷之比；
[0010]S4:根據(jù)所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)和所述風(fēng)電參數(shù)獲得含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)在當(dāng)前LSF下的潮流，并判斷潮流是否收斂，若是，則獲得配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓幅值、相角以及各支路末端的傳輸功率，并進入步驟S5，若否則結(jié)束，此時配電網(wǎng)失去靜態(tài)電壓穩(wěn)定性；
[0011]S5:根據(jù)含風(fēng)電的配電網(wǎng)的各個節(jié)點的電壓幅值、相角以及各支路末端的傳輸功率獲得各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)；
[0012]S6:根據(jù)各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)獲得全網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度，根據(jù)全網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度的數(shù)值的大小評估當(dāng)前LSF下的含風(fēng)電的配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，并確定系統(tǒng)最薄弱支路和最薄弱節(jié)點；
[0013]S7:判斷LSF是否等于1，若是，則進入步驟S8，若否，則進入步驟SlO ；
[0014]S8:令r = r+Ι ;并判斷r是否大于R，其中R為風(fēng)機安裝位置的更換次數(shù)最大值，若是，則進入步驟S10，若否，則進入步驟S9 ；
[0015]S9:更換風(fēng)機在三相不平衡配電網(wǎng)中的接入位置，并返回至步驟S3 ；
[0016]SlO:令 LSF = LSF+1，返回步驟 S4。
[0017]其中，步驟S4中，當(dāng)滿足max([AP° ；AQa]) < 10_6時，潮流計算收斂，其中APa與AQ°分別為α相節(jié)點有功功率和無功功率不平衡量變化矩陣，a =a，b，c。
[0018]其中，步驟S4中，所述配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓幅值根據(jù)公式

【權(quán)利要求】
1.一種含風(fēng)電的三相不平衡配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，包括下述步驟: S1:獲取配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)以及接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)； 所述系統(tǒng)參數(shù)包括線路的電阻與電抗、有功負(fù)荷與無功負(fù)荷分布和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型；所述風(fēng)電參數(shù)包括額定功率和功率因數(shù)； 52:r = 0,r為風(fēng)電在三相不平衡配電網(wǎng)中安裝位置的更換次數(shù)； 53:LSF = 1,LSF為含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷增長因子；LSF的值為增長后的負(fù)荷與增長前的負(fù)荷之比； S4:根據(jù)所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)和所述風(fēng)電參數(shù)獲得含風(fēng)電的配電網(wǎng)系統(tǒng)在當(dāng)前LSF下的潮流，并判斷潮流是否收斂，若是，則獲得配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓幅值、相角以及各支路末端的傳輸功率，并進入步驟S5，若否則結(jié)束，此時配電網(wǎng)失去靜態(tài)電壓穩(wěn)定性； S5:根據(jù)含風(fēng)電的配電網(wǎng)的各個節(jié)點的電壓幅值、相角以及各支路末端的傳輸功率獲得各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)； 56:根據(jù)各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)獲得全網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度，根據(jù)全網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定裕度的數(shù)值的大小評估當(dāng)前LSF下的含風(fēng)電的配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，并確定系統(tǒng)最薄弱支路和最薄弱節(jié)點； 57:判斷LSF是否等于1，若是，則進入步驟S8，若否，則進入步驟SlO ； 58:令r = r+Ι ;并判斷r是否大于R，其中R為風(fēng)機安裝位置的更換次數(shù)最大值，若是，則進入步驟S10，若否，則進入步驟S9 ； 59:更換風(fēng)機在三相不平衡配電網(wǎng)中的接入位置，并返回至步驟S3 ； SlO:令 LSF = LSF+1，返回步驟 S4。
2.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，步驟S4中，當(dāng)滿足max([APa ；AQa]) < 10_6時，潮流計算收斂，其中APa與AQa分別為a相節(jié)點有功功率和無功功率不平衡量變化矩陣，a =a，b，c。
3.如權(quán)利要求1或2所述的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，步驟S4中，所述配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓幅值根據(jù)公式
獲得，其中Δ--?與△/子別為節(jié)點i的α相電壓實部和虛部不平衡量，< 與#分別為節(jié)點i的α相電壓實部與虛部，Uf為節(jié)點i的α相電壓幅值；


所述配電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓相角根據(jù)公式
獲得，其中-為節(jié)點i

的α相電壓相角； 所述各支路末端的傳輸功率根據(jù)公式
獲得，其中為節(jié)點i與j之間支路末端的α相傳輸功率，為節(jié)點j的α相電壓向量，$為節(jié)點i的α相電壓向量的共軛，4為節(jié)點j的α相電壓向量的共軛為節(jié)點i與j之間支路導(dǎo)納的共軛，a = a, b, c, β =a，b，c。
4.如權(quán)利要求1或2所述的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，步驟S5中各支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)為n = 4[(if^2 + )2 + dfXl+ ^22)Uf 3/ [(^2 + S2W ]，其中 2；為節(jié)點 i與j之間支路的α相靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)，與這分別為節(jié)點i與j之間支路末端的α相傳輸有功和無功功家V為節(jié)點i的α相電壓向量，和均為中間參數(shù)，α =

;其中， 與為節(jié)點i與j之間支路的電導(dǎo)與電納，若α = β則為自電導(dǎo)與自電納，若α古β則為互電導(dǎo)與互電納，β =a，b，c。
5.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，步驟S6中，各節(jié)點a相電壓幅值的最小值對應(yīng)的節(jié)點為最薄弱節(jié)點；各支路a相靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)的最大值對應(yīng)的支路為最薄弱支路。
6.如權(quán)利要求4所述的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，在步驟S9中，在最薄弱支路所在饋線上設(shè)置R個節(jié)點，將風(fēng)機依次接入到R個節(jié)點上實現(xiàn)風(fēng)機在三相不平衡配電網(wǎng)中的接入位置的更換。
【文檔編號】H02J3/00GK104201671SQ201410431798
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】白展, 苗世洪, 鞠洪新, 孫銳, 張鵬, 冉曉洪, 白浩 申請人:華中科技大學(xué), 許繼集團有限公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司