[发明专利]一种提升新能源电网承载能力的DSSC优化配置方法

权利要求书

1.一种提升新能源电网承载能力的DSSC优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：分析DSSC的结构和工作原理，并基于DSSC的补偿特性构建DSSC的节点等效功率注入数学模型；

步骤二：基于线路潮流计算方程，提出能够量化电网运行安全性及强弱程度的承载能力效能评估指标，分析新能源装机与电网承载能力之间的交互影响关系；

步骤三：在上述步骤一中，构建DSSC的等效功率注入数学模型以及电力系统潮流方程，将DSSC配置在线路i-j的节点i侧，并且对配置DSSC所在线路两端的潮流方程进行修改，其他节点潮流方程保持不变，考虑电网整体约束以及DSSC物理与运行约束条件下，以单个规划周期内最大化系统承载能力为目标对接入系统的DSSC进行规划配置；

步骤四：根据步骤三在保证取得系统最大承载能力的前提下，新能源并网后的承载能力指标以系统配置成本最低为目标来优化DSSC的安装位置及数量，提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力；分析接入不同容量新能源对系统承载能力的影响以及DSSC对系统承载能力的提升，得到DSSC提升新能源电网承载能力的结果。

2.如权利要求1所述的一种提升新能源电网承载能力的DSSC优化配置方法，其特征在于：所述步骤一中，DSSC是一种用于潮流控制的D-FACTS单相设备，省去设备间的绝缘设计直接耦合于输电线路上，容量为0～10kVA；DSSC是包含单匝变压器、复合开关、滤波器、单相电压源逆变器、直流电容、控制保护模块，通讯模块的新型电力电子装置；DSSC的基本工作原理是通过单相电压源逆变器向电网注入一个连续且可控的电压，将多个小容量、单相逆变器串联起来直接与输电线路相连，主动调节外部输送线路阻抗值，从而达到动态调节线路潮流的效果；

DSSC耦合于输电线路上，线路中流过的有功功率可以表示P为：

式中，V₁,V₂分别为线路两端的电压幅值，X为线路的电抗，δ为线路两端的相角差；

DSSC串入线路后，相当于注入一个与线路电流垂直的电压；因此，线路有功功率P'是DSSC串入电压的函数，具体为:

式中，V_DSSC为DSSC注入线路的电压；

考虑到线路两端电压接近1.0p.u，并且线路两端的相角差较小，有sinδ≈δ，DSSC的直流有功潮流P”可以表示为：

可以看出：DSSC注入电压的相位影响线路潮流的变化，通过增减注入电压的大小来调整各个输电线路潮流分布差异。

3.如权利要求1所述的一种提升新能源电网承载能力的DSSC优化配置方法，其特征在于：所述步骤二中，电网承载能力是指线路与设备对于负荷的波动及增长过程中的承受能力指标，可以表征发电机和负载在违反系统规划安全约束前电网的运行状态；获得电网最大承载能力的优化问题是根据单个未知标量参数α来公式化的；一般来说，α是代表系统中所有负荷的均匀增长的承载系数，可有效反映电网实际稳定运行的安全裕度，可由以下等式定义：

F＝α(x,u)

其中x和u分别代表系统中的状态变量、控制变量；并且满足系统非线性功率平衡方程:

式中，P_Gi和分别为i节点的发电机有功出力和有功负荷初始量，f_pi为i节点满足的有功功率平衡方程；

电力系统可接纳新能源装机与承载能力指标之间的关系可表示为：

式中，P_Z为系统综合负荷；ε为系统负荷率；β为系统备用率；δ为常规机组备用率；α为系统承载能力；S为系统新能源装机接纳功率；

从对系统综合负荷求偏导数得到：对系统综合负荷求偏导数得到：

分析可得：系统承载能力指标α与系统可接纳新能源装机呈反比，当系统新能源装机接纳功率S增大后，系统承载能力α减小；系统可接纳新能源装机规模与系统总负荷量呈正比，可以通过增加外送规模的方式增大系统总负荷量，扩大新能源装机规模。