[发明专利]一种考虑综合能源系统小干扰稳定的配网重构方法

说明书

本发明公开了一种考虑综合能源系统小干扰稳定的配网重构方法，主要对区域级综合能源系统中，配网重构对系统中各类电源以及整个系统的小干扰稳定的影响，通过对综合能源系统中各种类型的电源建各自的小干扰稳定模型，并通过坐标变换形成最终的综合能源系统模型，并将小干扰稳定加入配电重构的约束中，同时将风电、光伏的出力设置在系统运行最不稳定的情景下，确保综合能源系统在满足小干扰稳定的基础上，更加经济运行。

技术领域：

本发明涉及一种输变电领域，特别是涉及一种考虑综合能源系统小干扰稳定的配网重构方法。

背景技术：

随着社会的发展以及人们生活水平的提高，人们对能源的需求逐渐增加。继续开发利用有限的化石能源，不仅会造成环境污染，还会导致能源枯竭，出现能源危机问题。开发利用清洁的可再生能源、提高能源的利用率便成为解决环境污染和能源危机问题的有效手段。近年来，研究人员对风、光等可再生能源发电技术的研究和应用使得上述问题得到有效的缓解。除此之外，综合能源系统的提出对提高可再生能源的渗透率以及能源利用效率有着重要意义，它旨在打破各个能源供应系统间的壁垒，促进多能系统的耦合以及协调优化运行。

可根据不同的利用场景，将综合能源系统划分为跨区级、区域级和用户级。对于由配电系统、天然气系统和供热/冷系统构成的区域级综合能源系统。其中，配电系统包含了基于双馈风力发电技术和光伏逆变器发电技术的可再生能源，天然气系统和供热系统分别通过燃气轮机和热电联产机组与配电系统耦合。因此，在整个综合能源系统中包含了同步发电机、异步发电机以及逆变器发电装置，系统中的动态过程时间尺度跨度大。其运行稳定性可根据扰动的大小分为小干扰稳定和大干扰稳定，其中，各类电源的特性、配电网的网络结构为其主要影响因素。

在高比例可再生能源并网的条件下，综合能源系统的小干扰稳定问题值得引起关注。对于不同类型的电源(如光伏、风电、燃气轮机)，由于其运行机理以及控制方式的不同，其小干扰稳定性也不尽相同。除此之外，由于这些电源容量较小，一般不会像输电网中同步机一样配置电力系统稳定器，再加上它们的出力具有很强的不确定性，使得对系统小干扰稳定的影响变得更为复杂。

配网重构可以降低系统的损耗，但是在改变结构的同时也改变了系统的运行方式，影响了系统的小干扰稳定性。在进行配网重构时，多数研究者都将关注点放在经济性上，忽略了各类电源及系统的动态过程，即忽略了系统的稳定性。

配网重构一般以降低网损、提高网络电压水平等为目标函数，约束条件包括潮流约束、网络辐射状约束、支路潮流约束以及有功、无功出力约束。在网络结构发生改变后，各类电源运行的小干扰稳定性必然受到不同程度的影响。若配网重构只考虑经济性，那么很有可能造成某些电源不能够稳定运行的情况，导致脱网。除此之外，风电、光伏的出力具有随机性，其出力的不确定性必然会导致系统中潮流以及节点电压的变化，从而影响机组的电磁功率，使得配网中机组不断经受小干扰稳定的考验，由于各类电源的小干扰稳定性不同，配网重构后的网络结构会对系统的小干扰稳定性造成积极或者消极的影响。现有技术中存在确保分布式电源小干扰稳定的配网重构方法，但是将所有的电源都看作同步机，没有对各种类型的电源进行区分。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，对综合能源系统中各种类型的电源建立动态模型，并将小干扰稳定加入配电重构的约束中，确保综合能源系统在满足小干扰稳定的基础上，更加经济运行的考虑综合能源系统小干扰稳定的配网重构方法。

本发明的技术方案是：一种考虑综合能源系统小干扰稳定的配网重构方法，对综合能源系统中各种类型的电源建立动态模型，并将小干扰稳定加入配电重构的约束中，确保综合能源系统在满足小干扰稳定的基础上，更加经济运行，其步骤是：步骤一、对基于双馈风力发电技术的风电电源、基于逆变器发电技术的光伏电源、基于燃气轮机的天然气电源作为对象，分别建立各自的小干扰稳定模型；

步骤二、通过坐标变换，将各模型的dq坐标系转换到公共坐标系DQ坐标系中，进行模型整合；