[发明专利]考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置

说明书

本发明公开了考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置，现有相关研究主要侧重于含感应电动机的综合负荷模型暂态电压稳定性及含分布式能源的电网建模和仿真分析，但对于含综合能源的城市负荷中心暂态电压稳定特性方面研究相对较少。本发明针对含光伏、储能、燃机、感应电动机及静态负荷的城市电网，建立含综合能源的广义负荷模型，并解析地求解感应电动机不稳定平衡点滑差，并根据求得的感应电动机不稳定平衡点滑差确定城市电网暂态电压失稳状态。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，主要涉及一种考虑综合能源接入的城电网电压失稳判别方法和装置。

背景技术

随着分布式能源、储能等技术的不断成熟，综合能源接入日渐成为解决城市电网等大型负荷中心用电量需求的重要方案，综合能源的接入改变了城市负荷中心的电压稳定特性，加强对含综合能源的城市电网电压稳定研究十分重要。电网负荷的动态特性对电力系统暂态电压稳定影响较大，作为典型的动态负荷，感应电动机负荷的不稳定滑差能够表征电网暂态电压稳定性，若感应电动机在系统故障切除后滑差增大超过其不稳定滑差，系统将发生暂态失稳，因此感应电动机不稳定滑差可以作为评估系统电压稳定特性的指标之一。现有研究主要侧重于含感应电动机的综合负荷模型暂态电压稳定性及含分布式能源的电网建模和仿真分析，但对于含综合能源的城市负荷中心暂态电压稳定特性方面研究相对较少。如何将光伏、储能、燃机等综合能源模型引入城市电网负荷模型，考虑综合能源对判定城市电网失稳状态的影响，对掌握新型城市电网电压稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术没有考虑将光伏、储能、燃机等综合能源模型引入城市电网负荷模型，并基于此城市电网负荷模型来判定电网失稳状态的缺陷，提供一种考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

在一方面，本发明提出一种考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，包括以下步骤：

建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为并通过系统联络电抗接入到大电网；

计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

进一步地，确定燃气发电机的有功功率和无功功率包括以下步骤：

采用多项式拟合发电机无功输出特性曲线，所述多项式如下式所示：

Q_G＝k₁·U_M²+k₂·U_M+k₃+k₄·U_M^-1+k₅·U_M^-2

其中Q_G为发电机无功出力，k₁～k₅为曲线拟合各项对应的系数；