本發(fā)明屬于電網(wǎng)控制，具體涉及一種基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法。

背景技術：

1、隨著新能源接入電網(wǎng)的比例逐步提高，電力電子變流器在電力系統(tǒng)中的應用也日益廣泛，逐步取代了大量傳統(tǒng)的同步發(fā)電機。然而，這一變化對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來了顯著的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)發(fā)電機數(shù)量的減少導致其不足以繼續(xù)維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，給系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2、目前，大多數(shù)新能源發(fā)電單元采用跟網(wǎng)型控制(grid?following，gfl)策略，通過鎖相環(huán)(phase?locked?loop，pll)跟隨交流電網(wǎng)電壓的頻率和相位角，實現(xiàn)與電網(wǎng)的同步。然而，gfl控制在弱電網(wǎng)環(huán)境下運行不穩(wěn)定，且不具備電網(wǎng)主動支撐能力。與之相比，基于構網(wǎng)型控制(grid?forming，gfm)的新能源發(fā)電單元不依賴pll即可實現(xiàn)電網(wǎng)自主同步，能夠解決傳統(tǒng)發(fā)電單元在弱電網(wǎng)下的穩(wěn)定運行問題，同時具備電網(wǎng)慣量、頻率和電壓支撐能力。然而，構網(wǎng)型變流器在強電網(wǎng)下的穩(wěn)定性較差，容易引起類似傳統(tǒng)同步發(fā)電機組的低頻振蕩問題。

3、盡管目前電力系統(tǒng)中的新能源變流器主要采用跟網(wǎng)型控制運行，但隨著構網(wǎng)型變流器數(shù)量的增加，對構網(wǎng)型變流器與基于pll的跟網(wǎng)型變流器之間的相互作用進行分析變得越來越重要。當前國內外學者對確定跟構網(wǎng)變流器的占比問退展開了大量研究。有學者對gfm控制改善次同步振蕩進行了機理分析，指出gfm控制在無功環(huán)控制下變?yōu)椤罢娮琛?，能夠抵消部分由gfl控制帶來的負阻尼影響。也有學者從短路比入手，建立了gfm設備個數(shù)與短路比的關系，但并未解決gfm設備在系統(tǒng)中的最優(yōu)占比問題。也有學者研究了gfm設備占比對電力系統(tǒng)電壓和頻率的影響，以及對配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)之間電力交換的影響，但僅給出了gfm設備占比范圍，未精確確定具體數(shù)值。

4、綜上所述，盡管目前系統(tǒng)中構網(wǎng)型變流器的數(shù)量逐漸增加，但對于新能源場站中gfl與構網(wǎng)型變流器設備間的比例問題仍需進一步研究。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有研究的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，通過跟/構網(wǎng)型暫態(tài)穩(wěn)定分析和gra-vikor法，選用穩(wěn)定性與支撐能力兩個方面測試評估指標，以準確衡量新能源場站中跟網(wǎng)型變流器與構網(wǎng)型變流器間的比例問題。

2、為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取以下技術方案：基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，包括以下步驟：

3、步驟一、混合新能源場站變流器總容量為pw，其中跟網(wǎng)型和構網(wǎng)型變流器容量分別為p1、p2，則有pw＝p1+p2；在構網(wǎng)型變流器輸出功率pref小于其最大輸出有功功率極限pmax前提下，不斷增大構網(wǎng)型變流器容量；對不同構網(wǎng)型變流器容量占比下新能源場站原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，消除量綱的影響，得到規(guī)范化數(shù)據(jù)矩陣ym×n,其中m為評估對象，n為評估指標；

4、步驟二、結合貝葉斯bwm法得到評估指標的主觀權重w1，以及批判法(critic法)確定評估指標的客觀權重w2，依據(jù)博弈組合賦權法來確定最終的組合權重w3；

5、步驟三、確定加權評估矩陣，得出構網(wǎng)型控制場站并網(wǎng)性能的各評估指標的正、負理想解；通過gra思想，求得各個評估指標值與正負理想解之間灰色關聯(lián)度；求得群體效用值和個體遺憾值來確定最終的群體效用值qi和個體遺憾值ri，最后，求得不同構網(wǎng)型變流器容量占比下新能源場站的綜合評估指標ti；

6、步驟四、確定最佳構網(wǎng)型變流器容量占比：由步驟三可得每種構網(wǎng)型變流器容量占比下的ti值，假設最佳占比方案為p1，次佳占比方案為p2，并按最大群體效用值qi對不同構網(wǎng)型變流器容量占比進行排序，當選最佳構網(wǎng)型變流器容量占比方案滿足兩個條件時為最佳解。

7、進一步優(yōu)選，所述評估指標包括：

8、穩(wěn)定性評估指標：角頻率變化率、暫態(tài)角頻率偏差

9、支撐能力評估指標：阻尼有功功率、慣量有功功率。

10、進一步優(yōu)選，所述步驟一包括以下子步驟：

11、步驟s101：對不同構網(wǎng)型變流器容量占比下并聯(lián)系統(tǒng)進行仿真實驗，采集數(shù)據(jù)：

12、步驟s102：對構網(wǎng)型場站并網(wǎng)性能評估指標進行同向化和標準化處理。

13、進一步優(yōu)選，所述步驟二包括以下子步驟：

14、步驟s201：對不同構網(wǎng)型變流器容量占比下跟網(wǎng)/構網(wǎng)并聯(lián)系統(tǒng)進行仿真實驗，采集數(shù)據(jù)：

15、步驟s202：計算不同構網(wǎng)型變流器占比實驗場景下，穩(wěn)定性及支撐能力方面評估指標,之后再根據(jù)貝葉斯法計算所提評估指標的主觀權重：

16、步驟s203：再根據(jù)critic法計算所提評估指標的客觀權重：

17、步驟s204：使用博弈賦權法來確定綜合權重。

18、進一步優(yōu)選，所述步驟三包括以下子步驟：

19、步驟s301：構建加權評估矩陣，并確定不同構網(wǎng)型變流器占比實驗場景下正負理想解；

20、步驟s302：確定各個評估指標值與正負理想解之間灰色關聯(lián)度、最終的群體效用值qi和個體遺憾值ri；

21、步驟s303：求得不同構網(wǎng)型變流器容量占比下新能源場站的綜合評估指標(vikor值)ti。

22、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

23、1)本發(fā)明提出的基于gra-vikor法的確定不同構網(wǎng)型變流器占比的評估方法，量化了構網(wǎng)型控制場站對跟網(wǎng)型控制場站自身穩(wěn)定性以及動態(tài)支撐能力；選用穩(wěn)定性與支撐能力兩個方面測試評估指標，以準確衡量新能源場站中跟網(wǎng)型與構網(wǎng)型變流器間的比例問題。

24、2)本發(fā)明基于構建跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，分析構網(wǎng)型變流器加入對跟網(wǎng)型變流器暫態(tài)穩(wěn)定性的影響機理，得出跟網(wǎng)型變流器(gfl)在純有功電流住如下，ωgfm是影響其暫態(tài)穩(wěn)定性的關鍵變量。

25、3)采用這種方法可以較為便利的得出構網(wǎng)型變流器的占比。

26、4)本發(fā)明對不同構網(wǎng)型變流器占比實驗場景下進行測試與評估，深入研究了其特性評估指標和性能實驗方案。

技術特征：

1.基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，所述評估指標包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，所述步驟一包括以下子步驟：

4.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，所述步驟二包括以下子步驟：

5.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，所述步驟三包括以下子步驟：

6.根據(jù)權利要求4所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，步驟s202中，所述根據(jù)貝葉斯法計算所提評估指標的主觀權重為：

7.根據(jù)權利要求6所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，步驟s203中，根據(jù)critic法計算所提評估指標的客觀權重的過程如下：

8.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，步驟s204：使用博弈賦權法來確定綜合權重，步驟如下：

9.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，所述步驟s301包括：

10.根據(jù)權利要求1所述的基于gra-vikor法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，其特征在于，步驟四中，設最佳占比方案為p1，次佳占比方案為p2，并按最大群體效用值qi對不同構網(wǎng)型變流器容量占比進行排序；當選最佳構網(wǎng)型變流器容量占比方案滿足以下兩個條件時為最佳解：

技術總結
本發(fā)明公開了基于GRA?VIKOR法的跟/構網(wǎng)型并聯(lián)系統(tǒng)最優(yōu)占比配置方法，通過對不同構網(wǎng)型變流器容量占比下新能源場站原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，得到規(guī)范化數(shù)據(jù)矩陣；確定評估指標的主觀權重和客觀權重，依據(jù)博弈組合賦權法來確定最終的組合權重；確定加權評估矩陣，得出構網(wǎng)型控制場站并網(wǎng)性能的各評估指標的正、負理想解；通過GRA思想，求得各個評估指標值與正負理想解之間灰色關聯(lián)度；求得群體效用值和個體遺憾值來確定最終的群體效用值和個體遺憾值，最后，求得不同構網(wǎng)型變流器容量占比下新能源場站的綜合評估指標；最終確定最佳構網(wǎng)型變流器容量占比。本發(fā)明可以準確衡量新能源場站中跟網(wǎng)型變流器與構網(wǎng)型變流器間的比例問題。

技術研發(fā)人員：梁樹超,翟保豫,徐志,李星,李子安,江歡,劉雨姍,楊振奧,陳俊儒,劉牧陽
受保護的技術使用者：國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26