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測試動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng)與流程

文檔序號:11523035閱讀:229來源:國知局
測試動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng)與流程
本發(fā)明關(guān)于電力
技術(shù)領(lǐng)域
,特別是關(guān)于風(fēng)電接入的穩(wěn)定性分析技術(shù),具體的講是一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
:本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本發(fā)明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。近年來,作為新能源的主力軍,風(fēng)電發(fā)展勢頭迅猛,憑借著其清潔,環(huán)保及可持續(xù)等優(yōu)勢,在世界各國電力行業(yè)格局中占據(jù)著十分重要的地位。我國風(fēng)能資源主要集中在“三北”地區(qū),而負(fù)荷中心多分布在東部地區(qū),這種資源與負(fù)荷逆向分布的特點決定了目前風(fēng)電大規(guī)模集中接入,長距離輸送供給負(fù)荷方式的采用。此外,動態(tài)無功補償裝置諸如靜止無功補償器svc,靜止無功發(fā)生器svg等由于具有電壓支撐、提高系統(tǒng)輸送的容量及暫態(tài)穩(wěn)定性等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模風(fēng)電匯集及輸電系統(tǒng)中。然而,這些裝置包含著可以快速響應(yīng)控制量變化的電力電子器件,隨著風(fēng)電滲透率的提高,多動態(tài)無功補償裝置間的耦合作用不可避免的會對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。技術(shù)實現(xiàn)要素:有鑒于此,本發(fā)明提供一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng),可以得到滿足系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定前提下的無功補償裝置接入容量的極限。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法,所述方法包括:構(gòu)建風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依次接入一個、兩個、……直至n個動態(tài)無功補償裝置svc,所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括svc控制器;對包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得出能使所述風(fēng)電匯集地區(qū)保持穩(wěn)定的所述svc控制器的控制參數(shù)的邊界;根據(jù)所述邊界確定所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述控制參數(shù)包括比例增益和積分增益。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,對包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得出使所述風(fēng)電匯集地區(qū)保持穩(wěn)定條件的控制器參數(shù)的邊界包括:獲取預(yù)先設(shè)置的所述控制參數(shù)的初始值、步長以及最大值;根據(jù)所述初始值、步長以及最大值確定所述控制參數(shù)的集合;遍歷所述控制參數(shù)的集合,對每個控制參數(shù)下的包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得到每個控制參數(shù)下的特征根;判斷所述特征根的實部是否大于等于0且虛部是否大于0或小于0;當(dāng)判斷為是時,將所述特征根對應(yīng)的控制參數(shù)篩選出來;根據(jù)所述篩選出來的控制參數(shù)進行繪圖,得到參數(shù)附圖;分析所述參數(shù)附圖,得到所述控制器參數(shù)的邊界。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,根據(jù)所述邊界確定所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限包括:獲取所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入一個svc時繪制的參數(shù)附圖,稱之為繪圖;依次在所述繪圖中繪制所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入兩個、三個、……n個svc時的參數(shù)附圖;綜合分析所述繪圖,確定出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,綜合分析所述繪圖,確定出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限包括:獲取預(yù)先設(shè)定的比例增益值以及積分增益值;在所述繪圖上根據(jù)所述比例增益值以及積分增益值繪制交點;根據(jù)所述交點以及所述繪圖,得出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述n為4。本發(fā)明的目的之一是,提供了一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:構(gòu)建裝置,用于構(gòu)建風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依次接入一個、兩個、……直至n個動態(tài)無功補償裝置svc,所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括svc控制器;模態(tài)分析裝置,用于對包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得出能使所述風(fēng)電匯集地區(qū)保持穩(wěn)定的所述svc控制器的控制參數(shù)的邊界;容量極限確定裝置,用于根據(jù)所述邊界確定所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述控制參數(shù)包括比例增益和積分增益。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述模態(tài)分析裝置包括:獲取模塊,用于獲取預(yù)先設(shè)置的所述控制參數(shù)的初始值、步長以及最大值;集合確定模塊,用于根據(jù)所述初始值、步長以及最大值確定所述控制參數(shù)的集合;特征根確定模塊,用于遍歷所述控制參數(shù)的集合,對每個控制參數(shù)下的包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得到每個控制參數(shù)下的特征根;判斷模塊,用于判斷所述特征根的實部是否大于等于0且虛部是否大于0或小于0;篩選模塊,用于當(dāng)所述判斷模塊判斷為是時,將所述特征根對應(yīng)的控制參數(shù)篩選出來;繪圖模塊,用于根據(jù)所述篩選出來的控制參數(shù)進行繪圖,得到參數(shù)附圖;分析模塊,用于分析所述參數(shù)附圖,得到所述控制器參數(shù)的邊界。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述容量極限確定裝置包括:獲取模塊,用于獲取所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入一個svc時繪制的參數(shù)附圖,稱之為繪圖;繪制模塊,用于依次在所述繪圖中繪制所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入兩個、三個、……n個svc時的參數(shù)附圖;容量極限確定模塊,用于綜合分析所述繪圖,確定出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述容量極限確定模塊包括:增益獲取模塊,用于獲取預(yù)先設(shè)定的比例增益值以及積分增益值;交點繪制模塊,用于在所述繪圖上根據(jù)所述比例增益值以及積分增益值繪制交點;極限確定模塊,用于根據(jù)所述交點以及所述繪圖得出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,所述n為4。本發(fā)明的有益效果在于,提供了一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng),計及了多動態(tài)無功補償裝置間的耦合作用,可以得到滿足系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定前提下的無功補償裝置接入容量的極限,對風(fēng)電匯集地區(qū)系統(tǒng)規(guī)劃具有一定的指導(dǎo)意義。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所附圖式,作詳細(xì)說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法的流程圖;圖2為圖1中的步驟s102的具體流程圖;圖3為圖1中的步驟s103的具體流程圖;圖4為本發(fā)明實施例提供的測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;圖5為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中模態(tài)分析裝置的結(jié)構(gòu)框圖;圖6為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中容量極限確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖;圖7(a)至圖7(d)為本發(fā)明提供的具體實施例中某風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D;圖8為本發(fā)明提供的具體實施例中svc控制器的恒電壓控制框示意圖;圖9為本發(fā)明提供的具體實施例中svc控制參數(shù)的穩(wěn)定邊界示意圖;圖10為風(fēng)電場1投入svc時恒電壓控制pcc母線電壓仿真曲線示意圖;圖11為風(fēng)電場1、2投入svc時恒電壓控制pcc母線電壓仿真曲線示意圖;圖12為風(fēng)電場1、2、3投入svc時恒電壓控制pcc母線電壓仿真曲線示意圖;圖13為風(fēng)電場1、2、3、4投入svc時恒電壓控制pcc母線電壓仿真曲線示意圖;圖14為圖3中的步驟s303的具體流程圖;圖15為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中容量極限確定模塊的結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員知道,本發(fā)明的實施方式可以實現(xiàn)為一種系統(tǒng)、裝置、設(shè)備、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此,本公開可以具體實現(xiàn)為以下形式,即:完全的硬件、完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等),或者硬件和軟件結(jié)合的形式。下面參考本發(fā)明的若干代表性實施方式,詳細(xì)闡釋本發(fā)明的原理和精神。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中動態(tài)無功補償裝置包含著可以快速響應(yīng)控制量變化的電力電子器件,隨著風(fēng)電滲透率的提高,多動態(tài)無功補償裝置間的耦合作用不可避免的會對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的技術(shù)問題,提出了一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng)。圖1為本發(fā)明提出的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法的具體流程圖,請參閱圖1,所述的方法包括:s101:構(gòu)建風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依次接入一個、兩個、……直至n個動態(tài)無功補償裝置svc,所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括svc控制器。所述svc控制器具有控制參數(shù),其包括比例增益kp和積分增益ki。步驟s101可通過電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)混合仿真程序digsilent(digitalsimulationandelectricalnetwork)/powerfactory來實現(xiàn),digsilent提供了全面的電力系統(tǒng)元件模型庫,包括了詳細(xì)的系統(tǒng)元件模型如變壓器、svc和外部網(wǎng)絡(luò)等。為方便用戶建立自定義元件控制模型,該程序還提供了面向連續(xù)過程的仿真語言dsl(digsilentsimulationlanguage)和面向程序化過程的編程語言dpl(digsilentprogramminglanguge)。在digsilent/powerfactory中搭建典型風(fēng)電匯集地區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及無功補償控制裝置恒電壓控制方式的模型。圖7(a)至圖7(d)為本發(fā)明提供的具體實施例中某風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D,請參閱圖7(a)至圖7(d),某典型風(fēng)電匯集地區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖7(a)至圖7(d)所示。圖中e∠0表示無窮大系統(tǒng)的電壓,xs為系統(tǒng)的等效電抗,xl表示各風(fēng)電場高壓母線與pcc間線路的等效電抗,該地區(qū)依次接入一個、二個、三個、四個風(fēng)電場,分別通過35/220kv的變壓器匯入220kv母線,xt為各風(fēng)電場變壓器電抗,每個風(fēng)場中都配置動態(tài)無功補償裝置,四個風(fēng)電場安裝的動態(tài)無功補償裝置均為svc(tcr+fc型),svc容量為33mvar;認(rèn)為風(fēng)機的功率因數(shù)為1,發(fā)出恒定的有功。圖8為本發(fā)明提供的具體實施例中svc控制器的恒電壓控制框示意圖,請參閱圖8,風(fēng)電場靜態(tài)無功補償裝置svc較常采用的控制方式為恒電壓控制。其中,kp,ki分別代表控制器的比例增益、積分增益。參考svc生產(chǎn)廠家榮信參數(shù)配置,本模型參數(shù)設(shè)置諸如表1所示。表1參數(shù)設(shè)置kpki恒電壓控制0.0515s102:對包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得出能使所述風(fēng)電匯集地區(qū)保持穩(wěn)定的所述svc控制器的控制參數(shù)的邊界。圖2為步驟s102的具體流程圖,分別對接入電力系統(tǒng)的svc風(fēng)電場的數(shù)目從一個至n個分別進行模態(tài)分析。在具體的實施方式中,請參閱圖7(a)至圖7(d),在該實施方式中n為4,則分別對以下四種狀態(tài)進行分析:(1)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為0,即將新投入一臺svc,如圖7(a);(2)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為1,即將新投入一臺svc,如圖7(b);(3)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為2,即將新投入一臺svc,如圖7(c);(4)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為3,即將新投入一臺svc,如圖7(d)。s103:根據(jù)所述邊界確定所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。圖3為步驟s103的具體流程圖。圖2為步驟s102的具體流程圖,請參閱圖2,該步驟具體包括:s201:獲取預(yù)先設(shè)置的所述控制參數(shù)的初始值、步長以及最大值。請參閱圖7(a)至圖7(d),在該具體實施例中,諸如預(yù)先設(shè)置的kp的初始值為-0.15,最大值為0.15,步長為0.01,在其它實施方式中諸如設(shè)置ki的初始值為0,最大值為80,步長為1。s202:根據(jù)所述初始值、步長以及最大值確定所述控制參數(shù)的集合。s203:遍歷所述控制參數(shù)的集合,對每個控制參數(shù)下的包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得到每個控制參數(shù)下的特征根;s204:判斷所述特征根的實部是否大于等于0且虛部是否大于0或小于0;s205:當(dāng)判斷為是時,將所述特征根對應(yīng)的控制參數(shù)篩選出來;s206:根據(jù)所述篩選出來的控制參數(shù)進行繪圖,得到參數(shù)附圖,該步驟可利用matlab來繪圖。s207:分析所述參數(shù)附圖,得到所述控制器參數(shù)的邊界。圖3為步驟s103的具體流程圖,請參閱圖3,該步驟具體包括:s301:獲取所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入一個svc時繪制的參數(shù)附圖,稱之為繪圖;s302:依次在所述繪圖中繪制所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入兩個、三個、……n個svc時的參數(shù)附圖;s303:綜合分析所述繪圖,確定出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。圖14為步驟s303的具體流程圖,請參閱圖14,步驟s303包括:s401:獲取預(yù)先設(shè)定的比例增益值以及積分增益值。本申請可以對即將新投入的svc控制器參數(shù)kp,ki逐次自動修改然后進行模態(tài)分析,得到新投入svc滿足能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件的控制器參數(shù)邊界隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目不同而變化的情況,如圖7所示的具體實施例通過步驟s302得到的繪圖如圖9所示。隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目的增多新投入svc參數(shù)的穩(wěn)定邊界逐漸向左移動。針對以上四種狀態(tài),新建風(fēng)電場投入的svc參數(shù)均按照表1中相同的參數(shù)進行整定,即假設(shè)預(yù)先設(shè)定的比例增益值kp=0.05,積分增益值ki=15。s402:在所述繪圖上根據(jù)所述比例增益值以及積分增益值繪制交點;s403:根據(jù)所述交點以及所述繪圖,得出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在圖9中繪制比例增益以及積分增益的交點即點p,不難看出對應(yīng)于前三種狀態(tài)系統(tǒng)是小干擾穩(wěn)定的,然而當(dāng)已投入3svc的系統(tǒng)投入第四臺svc后,系統(tǒng)便進入到小干擾不穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi),很可能會引發(fā)地區(qū)電壓的異常振蕩。即當(dāng)svc控制器參數(shù)統(tǒng)一整定為kp=0.05,ki=15時,該系統(tǒng)接入無功補償?shù)娜萘繕O限介于99mvar-132mvar。現(xiàn)有的一臺svc的接入無功補償?shù)娜萘恳话銥?3mvar,因此在該種情形下,該系統(tǒng)接入無功補償?shù)娜萘繕O限介于99mvar(即三臺svc的接入無功補償?shù)娜萘?至132mvar(即四臺svc的接入無功補償?shù)娜萘?之間。因而可見,就恒電壓的控制方式而言,由于風(fēng)電匯集地區(qū)多svc間存在較強的耦合作用,svc的接入容量有限,需引起關(guān)注。本發(fā)明對實際系統(tǒng)規(guī)劃階段具有一定的指導(dǎo)意義。應(yīng)當(dāng)注意,盡管在附圖中以特定順序描述了本發(fā)明方法的操作,但是,這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作,或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。附加地或備選地,可以省略某些步驟,將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行,和/或?qū)⒁粋€步驟分解為多個步驟執(zhí)行。在介紹了本發(fā)明示例性實施方式的方法之后,接下來,參考附圖對本發(fā)明示例性實施方式的系統(tǒng)進行介紹。該裝置的實施可以參見上述方法的實施,重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的術(shù)語“模塊”和“單元”,可以是實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件。盡管以下實施例所描述的模塊較佳地以軟件來實現(xiàn),但是硬件,或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖4為本發(fā)明實施例提供的測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,請參閱圖4,所述系統(tǒng)包括:構(gòu)建裝置100,用于構(gòu)建風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依次接入一個、兩個、……直至n個動態(tài)無功補償裝置svc,所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括svc控制器。所述svc控制器具有控制參數(shù),其包括比例增益kp和積分增益ki。構(gòu)建裝置100通過電力系統(tǒng)電磁機電暫態(tài)混合仿真程序digsilent(digitalsimulationandelectricalnetwork)/powerfactory來實現(xiàn),digsilent提供了全面的電力系統(tǒng)元件模型庫,包括了詳細(xì)的系統(tǒng)元件模型如變壓器、svc和外部網(wǎng)絡(luò)等。為方便用戶建立自定義元件控制模型,該程序還提供了面向連續(xù)過程的仿真語言dsl(digsilentsimulationlanguage)和面向程序化過程的編程語言dpl(digsilentprogramminglanguge)。在digsilent/powerfactory中搭建典型風(fēng)電匯集地區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及無功補償控制裝置恒電壓控制方式的模型。圖7(a)至圖7(d)為本發(fā)明提供的具體實施例中某風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D,請參閱圖7(a)至圖7(d),某典型風(fēng)電匯集地區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖7(a)至圖7(d)所示。圖中e∠0表示無窮大系統(tǒng)的電壓,xs為系統(tǒng)的等效電抗,xl表示各風(fēng)電場高壓母線與pcc間線路的等效電抗,該地區(qū)依次接入一個、二個、三個、四個風(fēng)電場,分別通過35/220kv的變壓器匯入220kv母線,xt為各風(fēng)電場變壓器電抗,每個風(fēng)場中都配置動態(tài)無功補償裝置,四個風(fēng)電場安裝的動態(tài)無功補償裝置均為svc(tcr+fc型),svc容量為33mvar;認(rèn)為風(fēng)機的功率因數(shù)為1,發(fā)出恒定的有功。圖8為本發(fā)明提供的具體實施例中svc控制器的恒電壓控制框示意圖,請參閱圖8,風(fēng)電場靜態(tài)無功補償裝置svc較常采用的控制方式為恒電壓控制。其中,kp,ki分別代表控制器的比例增益、積分增益。參考svc生產(chǎn)廠家榮信參數(shù)配置,本模型參數(shù)設(shè)置諸如表1所示。模態(tài)分析裝置200,用于對包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得出能使所述風(fēng)電匯集地區(qū)保持穩(wěn)定的所述svc控制器的控制參數(shù)的邊界。圖5為模態(tài)分析裝置200的具體結(jié)構(gòu)框圖,分別對接入電力系統(tǒng)的svc風(fēng)電場的數(shù)目從一個至n個分別進行模態(tài)分析。在具體的實施方式中,請參閱圖7(a)至圖7(d),在該實施方式中n為4,則分別對以下四種狀態(tài)進行分析:(1)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為0,即將新投入一臺svc;(2)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為1,即將新投入一臺svc;(3)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為2,即將新投入一臺svc;(4)已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為3,即將新投入一臺svc。容量極限確定裝置300,用于根據(jù)所述邊界確定所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。圖6為容量極限確定裝置300的具體結(jié)構(gòu)框圖。圖5為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中模態(tài)分析裝置200的結(jié)構(gòu)框圖,請參閱圖5,模態(tài)分析裝置200包括:獲取模塊201,用于獲取預(yù)先設(shè)置的所述控制參數(shù)的初始值、步長以及最大值。請參閱圖7(a)至圖7(d),在該具體實施例中,諸如預(yù)先設(shè)置的kp的初始值為-0.15,最大值為0.15,步長為0.01,在其他實施方式中諸如設(shè)置ki的初始值為0,最大值為80,步長為1。集合確定模塊202,用于根據(jù)所述初始值、步長以及最大值確定所述控制參數(shù)的集合。特征根確定模塊203,用于遍歷所述控制參數(shù)的集合,對每個控制參數(shù)下的包含所述風(fēng)電匯集地區(qū)的電力系統(tǒng)進行模態(tài)分析,得到每個控制參數(shù)下的特征根;判斷模塊204,用于判斷所述特征根的實部是否大于等于0且虛部是否大于0或小于0;篩選模塊205,用于當(dāng)判斷為是時,將所述特征根對應(yīng)的控制參數(shù)篩選出來;繪圖模塊206,用于根據(jù)所述篩選出來的控制參數(shù)進行繪圖,得到參數(shù)附圖,該步驟可利用matlab來繪圖。分析模塊207,用于分析所述參數(shù)附圖,得到所述控制器參數(shù)的邊界。圖6為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中容量極限確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖,請參閱圖6,容量極限確定裝置300具體包括:獲取模塊301,用于獲取所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入一個svc時繪制的參數(shù)附圖,稱之為繪圖;繪制模塊302,用于依次在所述繪圖中繪制所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接入兩個、三個、……n個svc時的參數(shù)附圖;容量極限確定模塊303,用于綜合分析所述繪圖,確定出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。圖15為本發(fā)明實施例提供的一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)中容量極限確定模塊的結(jié)構(gòu)框圖,請參閱圖15,容量極限確定模塊303包括:增益獲取模塊401,用于獲取預(yù)先設(shè)定的比例增益值以及積分增益值。本申請可以對即將新投入的svc控制器參數(shù)kp、ki逐次自動修改然后進行模態(tài)分析,得到新投入svc滿足能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件的控制器參數(shù)邊界隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目不同而變化的情況,如圖7所示的具體實施例通過步驟s302得到的繪圖如圖9所示。隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目的增多新投入svc參數(shù)的穩(wěn)定邊界逐漸向左移動。針對以上四種狀態(tài),新建風(fēng)電場投入的svc參數(shù)均按照表1中相同的參數(shù)進行整定,即假設(shè)預(yù)先設(shè)定的比例增益kp=0.05,積分增益ki=15。交點繪制模塊402,用于在所述繪圖上根據(jù)所述比例增益值以及積分增益值繪制交點;極限確定模塊403,用于根據(jù)所述交點以及所述繪圖得出所述風(fēng)電匯集地區(qū)的接入無功補償容量極限。在圖9中繪制比例增益以及積分增益的交點即點p,不難看出對應(yīng)于前三種狀態(tài)系統(tǒng)是小干擾穩(wěn)定的,然而當(dāng)已投入3svc的系統(tǒng)投入第四臺svc后,系統(tǒng)便進入到小干擾不穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi),很可能會引發(fā)地區(qū)電壓的異常振蕩。即當(dāng)svc控制器參數(shù)統(tǒng)一整定為kp=0.05,ki=15時,該系統(tǒng)接入無功補償?shù)娜萘繕O限介于99mvar-132mvar?,F(xiàn)有的一臺svc的接入無功補償?shù)娜萘恳话銥?3mvar,因此在該種情形下,該系統(tǒng)接入無功補償?shù)娜萘繕O限介于99mvar(即三臺svc的接入無功補償?shù)娜萘?至132mvar(即四臺svc的接入無功補償?shù)娜萘?之間。因而可見,就恒電壓的控制方式而言,由于風(fēng)電匯集地區(qū)多svc間存在較強的耦合作用,svc的接入容量有限,需引起關(guān)注。本發(fā)明對實際系統(tǒng)規(guī)劃階段具有一定的指導(dǎo)意義。此外,盡管在上文詳細(xì)描述中提及了系統(tǒng)的若干單元模塊,但是這種劃分僅僅并非強制性的。實際上,根據(jù)本發(fā)明的實施方式,上文描述的兩個或更多單元的特征和功能可以在一個單元中具體化。同樣,上文描述的一個單元的特征和功能也可以進一步劃分為由多個單元來具體化。以下具體實施例以依次接入一個、2個、3個、4個動態(tài)無功補償裝置svc,說明利用本發(fā)明的測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的。本發(fā)明所提出的對風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置接入容量穩(wěn)定性分析的方案首先搭建風(fēng)電匯集地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及動態(tài)無功補償裝置(svc)模型;其次得到新投入svc滿足能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件的控制器參數(shù)邊界隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目不同而變化的情況;最后根據(jù)繪制的svc穩(wěn)定參數(shù)邊界確定某控制參數(shù)對應(yīng)的接入容量極限。圖7(a)至圖7(d)為本發(fā)明提供的具體實施例中某風(fēng)電匯集地區(qū)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D,圖8為本發(fā)明提供的具體實施例中svc控制器的恒電壓控制框示意圖。在該具體實施例中分別對以下四種狀態(tài)進行分析,即:(1)系統(tǒng)中已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為0,即將新投入一臺svc;(2)系統(tǒng)中已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為1,即將新投入一臺svc;(3)系統(tǒng)中已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為2,即將新投入一臺svc;(4)系統(tǒng)中已投入svc風(fēng)電場的數(shù)目為3,即將新投入一臺svc。本申請可以對即將新投入的svc控制器參數(shù)kp,ki逐次自動修改然后進行模態(tài)分析,得到新投入svc滿足能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件的控制器參數(shù)邊界隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目不同而變化的情況,如圖7(a)至圖7(d)所示的具體實施例通過步驟s302得到的繪圖如圖9所示。隨著已投入svc風(fēng)電場數(shù)目的增多新投入svc參數(shù)的穩(wěn)定邊界逐漸向左移動。針對以上四種狀態(tài),如果新建風(fēng)電場投入的svc參數(shù)均按照表1中相同的參數(shù)進行整定,即kp=0.05,ki=15,在圖9中找到這一點p,不難看出對應(yīng)于前三種狀態(tài)系統(tǒng)是小干擾穩(wěn)定的,然而當(dāng)已投入3svc的系統(tǒng)投入第四臺svc后,系統(tǒng)便進入到小干擾不穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi),很可能會引發(fā)地區(qū)電壓的異常振蕩。即當(dāng)svc控制器參數(shù)統(tǒng)一整定為kp=0.05,ki=15時,該系統(tǒng)接入無功補償?shù)娜萘繕O限介于99mvar-132mvar。因而可見,就恒電壓的控制方式而言,由于風(fēng)電匯集地區(qū)多svc間存在較強的耦合作用,svc的接入容量有限,需引起關(guān)注。本發(fā)明對實際系統(tǒng)規(guī)劃階段具有一定的指導(dǎo)意義。本發(fā)明提到的對風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置接入容量的穩(wěn)定性分析,能對新svc投入后系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性進行很好的體現(xiàn)。表2列出了在風(fēng)電場svc采用高壓側(cè)恒電壓控制時,系統(tǒng)的振蕩模態(tài)隨著投入svc風(fēng)電場數(shù)目增加的變化情況。表2投入svc風(fēng)電場數(shù)目具有振蕩模態(tài)的特征根振蕩頻率1-18.12±j92.8714.78hz2-9.24±j129.4120.60hz3-2.12±j162.4625.86hz45.03±j200.9231.98hz表2的結(jié)果表明,當(dāng)風(fēng)電場svc采用高壓側(cè)恒電壓控制時,具有振蕩模態(tài)的特征根隨著投入svc風(fēng)電場個數(shù)的增多而向右移動,且振蕩頻率升高,特別的,當(dāng)投入svc風(fēng)電場數(shù)目達到4時,出現(xiàn)了右半平面特征根。此外,進一步利用digsilent的時域仿真(rms)進行驗證。4個風(fēng)電場依次分別投入采用高壓側(cè)恒電壓控制及方式的svc,其中以某個風(fēng)電場的有功出力減小作為擾動,觀察pcc母線電壓的情況。時域仿真結(jié)果如圖10、圖11、圖12、圖13所示。從圖10、圖11、圖12、圖13中可以看出,當(dāng)svc采用高壓側(cè)恒電壓控制方式時,系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性隨著投入svc的風(fēng)電場的個數(shù)的增多而變差,振蕩頻率隨之升高。特征根分析及時域仿真的結(jié)果均印證了本方法的正確性。如上所述,提供了一種測試風(fēng)電匯集地區(qū)動態(tài)無功補償裝置的接入穩(wěn)定性的方法以及系統(tǒng),計及了多動態(tài)無功補償裝置間的耦合作用,可以得到滿足系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定前提下的無功補償裝置接入容量的極限,對風(fēng)電匯集地區(qū)系統(tǒng)規(guī)劃具有一定的指導(dǎo)意義。對于一個技術(shù)的改進可以很明顯地區(qū)分是硬件上的改進(例如,對二極管、晶體管、開關(guān)等電路結(jié)構(gòu)的改進)還是軟件上的改進(對于方法流程的改進)。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)今的很多方法流程的改進已經(jīng)可以視為硬件電路結(jié)構(gòu)的直接改進。設(shè)計人員幾乎都通過將改進的方法流程編程到硬件電路中來得到相應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)。因此,不能說一個方法流程的改進就不能用硬件實體模塊來實現(xiàn)。例如,可編程邏輯器件(programmablelogicdevice,pld)(例如現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray,fpga))就是這樣一種集成電路,其邏輯功能由用戶對器件編程來確定。由設(shè)計人員自行編程來把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片pld上,而不需要請芯片制造廠商來設(shè)計和制作專用的集成電路芯片2。而且,如今,取代手工地制作集成電路芯片,這種編程也多半改用“邏輯編譯器(logiccompiler)”軟件來實現(xiàn),它與程序開發(fā)撰寫時所用的軟件編譯器相類似,而要編譯之前的原始代碼也得用特定的編程語言來撰寫,此稱之為硬件描述語言(hardwaredescriptionlanguage,hdl),而hdl也并非僅有一種,而是有許多種,如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等,目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)與verilog2。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該清楚,只需要將方法流程用上述幾種硬件描述語言稍作邏輯編程并編程到集成電路中,就可以很容易得到實現(xiàn)該邏輯方法流程的硬件電路??刂破骺梢园慈魏芜m當(dāng)?shù)姆绞綄崿F(xiàn),例如,控制器可以采取例如微處理器或處理器以及存儲可由該(微)處理器執(zhí)行的計算機可讀程序代碼(例如軟件或固件)的計算機可讀介質(zhì)、邏輯門、開關(guān)、專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器的形式,控制器的例子包括但不限于以下微控制器:arc625d、atmelat91sam、microchippic18f26k20以及siliconelabsc8051f320,存儲器控制器還可以被實現(xiàn)為存儲器的控制邏輯的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道,除了以純計算機可讀程序代碼方式實現(xiàn)控制器以外,完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認(rèn)為是一種硬件部件,而對其內(nèi)包括的用于實現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)?;蛘呱踔?,可以將用于實現(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。上述實施例闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元,具體可以由計算機芯片或?qū)嶓w實現(xiàn),或者由具有某種功能的產(chǎn)品來實現(xiàn)。為了描述的方便,描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然,在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現(xiàn)。通過以上的實施方式的描述可知,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?;谶@樣的理解,本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中,如rom/ram、磁碟、光盤等,包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機,服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述,各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其,對于系統(tǒng)實施例而言,由于其基本相似于方法實施例,所以描述的比較簡單,相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。本申請可用于眾多通用或?qū)S玫挠嬎銠C系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如:個人計算機、服務(wù)器計算機、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)pc、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述,例如程序模塊。一般地,程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請,在這些分布式計算環(huán)境中,由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中,程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。雖然通過實施例描繪了本申請,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道,本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神,希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。當(dāng)前第1頁12
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