[发明专利]一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电并网技术领域，具体涉及一种含风电场电力系统的各节点电压静态稳定性评估方法。

背景技术

风能作为可再生清洁能源，已经被应用到风力发电中。但是由于风力发电的随机性和间歇性，使得风电场的功率输出具有随机波动性，当风电场并网后，将影响整个电力系统的稳定性。其中，电压稳定性问题备受关注。因为风电场大多采用双馈感应发电机，需要系统提供无功支持，同时其功率输出随机波动，如果控制不当，有可能导致小型电网的电压失稳。

传统的电压稳定性分析方法都基于确定的模型，又因得到确定的模型而进行一系列的假设，使得分析的结果不太符合实际。为此，研究人员提出了概率统计的方法进行电压稳定性的分析和评估以克服随机因素的影响。通过文献查阅，目前常用的方法主要蒙特卡罗法、解析法以及近似法等方法。蒙特卡罗法需要进行大量的随机抽样，抽样空间大，计算耗时。解析法需要对各随机变量之间的关系进行线性化，常用方法为半不变量法。近似法需要在明确的随机变量概率分布前提下采用近似公式求取待求变量的统计特性。因此，针对风力随机性对电力系统静态电压稳定性影响的分析，上述方法具有不足之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法，克服随机参数分布函数类型对静态电压稳定分析结果的影响，并能实现实时评估。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法，选取线性化处理后的电压无功方程的降阶雅克比矩阵的对角元素取值范围为静态电压稳定性的可信性评估指标，并利用可信性反演理论和模糊模拟得到单次抽样的节点电压相对稳定性模糊评估矩阵。

一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法，具体包括以下步骤：

步骤1：数据采集与存储，包含实时风速值以及系统参数；

步骤2：计算降阶雅克比矩阵对角元素；

综合电力系统潮流方程和电压无功灵敏度方法得出电力系统线性化静态功率电压方程：

假设节点的有功功率注入不变，即ΔP＝0，则得到节点电压幅值与无功功率微增量变化的线性关系：

J_S为降阶的雅克比矩阵，其对角元素f(v)_i为各节点的电压无功灵敏度；

步骤3：将对角元素进行归一化处理；

将每次抽样得到的各节点对应的对角元素f(v)_i进行归一化处理至区间[0，1]；

步骤4：计算对角元素所属等级的隶属度；

在论域[0，1]定义3个模糊变量ξ_H、ξ_M、ξ_L作为非常稳定、一般稳定、临界稳定三个评估等级。计算各对角元素属于三个评估等级的隶属度为：

步骤5：计算电压稳定等级可信性；

根据可信性反演理论，对于任意实数集A有

计算每个节点电压稳定等级可信性：

步骤6：形成电压相对稳定性评估矩阵；

根据每个节点电压稳定等级可信性，形成每次抽样得到的各节点的电压稳定性评估矩阵：

作为一种含风电场电力系统节点电压相对稳定性评估方法，本发明具有以下优点：

1.利用概率统计的方法进行电压稳定性的分析和评估以克服随机因素的影响。

2.每次抽样时的各电压节点的相对稳定性，并根据评估结果调节电压稳定性较弱节点的无功。

附图说明

图1为本发明一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法的计算流程图。

图2为本发明雅克比矩阵对角元素归一化处理流程图。

图3为本发明含风电场的IEEE14节点电力系统图。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法，选取线性化处理后的电压无功方程的降阶雅克比矩阵的对角元素取值范围为静态电压稳定性的可信性评估指标，并利用可信性反演理论和模糊模拟得到单次抽样的节点电压相对稳定性模糊评估矩阵。

一种含风电场电力系统的节点电压静态稳定性评估方法，具体包括以下步骤：