考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法与流程

    技术2026-05-11  16


    本发明涉及光伏基地规划,具体涉及一种考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法。


    背景技术:

    1、大力发展新能源成为实现我国能源生产结构转型升级的重要技术手段。加快沙漠、戈壁、荒漠(沙戈荒)地区的以光伏为代表的可再生资源开发成为我国未来清洁能源开发的重点工作。然而,沙戈荒地区一般位于我国电网末端,本地电压支撑薄弱,短路比不足,暂态过电压问题严重,光伏基地功率外送瓶颈凸显。

    2、受限于新能源的资源禀赋及地理分布,光伏基地容量及场站内部汇集电气距离一般根据规划设计直接确定,此时光伏基地的并网电气距离成为制约系统安全稳定的关键因素。目前光伏基地的规划方案仍以电力电量平衡为主,未充分考虑安全稳定约束影响,故而光伏基地在实际运行过程中存在宽频振荡、暂态过电压、锁相失稳等安全稳定问题,需要配置调相机等辅助装置以满足系统稳定运行需求,增加了光伏基地投资建设成本。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供一种考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,以解决光伏基地在运行过程中出现安全稳定问题及光伏基地投资建设成本高的问题。

    2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

    3、一种考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,包括:

    4、步骤s1、建立光伏基地并网及所接入电网的机电暂态仿真模型;

    5、步骤s2、对光伏基地接入电网方案进行初始化配置;

    6、步骤s3、计算光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin,并基于所述光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin确定并网电气距离初始迭代方向;

    7、步骤s4、基于当前以及前次光伏基地最小新能源机端短路比mrscrmin、mrscrmin1,采用最小二乘法确定满足短路比约束的极限并网距离;

    8、步骤s5、构建光伏汇集系统n-1故障集,基于所述故障集确定满足暂态过电压约束的极限并网距离;并将确定满足暂态过电压约束的极限并网距离,作为最终的光伏基地极限并网距离。

    9、优选地,在步骤s3中,计算光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin,计算公式如下:

    10、mrscrmin=min(mrscri),i=1ln

    11、

    12、其中,mrscri为光伏基地第i台光伏机组新能源多场站短路比,pi、pj分别为第i、j个新能源机组发电功率,λij为新能源机组i和j之间的功率折算因子,saci为第i个新能源机组的机端短路容量。

    13、优选地,所述步骤s3包括:

    14、步骤s31、判断光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin是否大于1.5;

    15、步骤s32、若光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin大于1.5,则以δla为步长增大并网电气距离,令lk=l0+δla;

    16、步骤s33、若光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin不大于1.5,则以δla为步长减小并网电气距离,令lk=l0-δla。

    17、优选地,所述步骤s4包括:

    18、步骤s41、存储前次光伏基地最小新能源机端短路比,令mrscrmin1=mrscrmin,并更新当前光伏基地最小新能源机端短路比mrscrmin;

    19、步骤s42、判断δla是否<1或者mrscrmin是否∈[1.499,1.501];若是,则执行步骤s5;若否,则对mrscrmin进行迭代,直至得到的δla<1或者mrscrmin∈[1.499,1.501]后,执行步骤s5。

    20、优选地,在步骤s42中,对mrscrmin进行迭代包括:

    21、步骤s4211、若当前光伏基地最小新能源机端短路比mrscrmin大于1.5,继续判断前次mrscrmin1是否大于1.5;

    22、步骤s4212、若是,则并网电气距离变化步长δla不变,若否,则将δla降低一半,令δla=δla/2,以并网电气距离变化步长δla增大并网电气距离,令lk=l0+δla,并返回执行步骤s4。

    23、优选地,在步骤s42中,对mrscrmin进行迭代还包括:

    24、步骤s4221、若当前光伏基地最小新能源机端短路比mrscrmin不满足大于1.5,继续判断前次mrscrmin1是否大于1.5;

    25、步骤s4222、若是,则将并网电气距离变化步长δla降低一半,令δla=δla/2,若否,则δla不变,以并网电气距离变化步长δla减小并网电气距离,令lk=l0-δla,并返回执行步骤s4。

    26、优选地,所述步骤s5包括:

    27、步骤s51、构建光伏汇集系统n-1故障集,遍历故障集,计算故障切除后光伏机端暂态过电压,记最大机端电压有效值为umax;

    28、步骤s52、判断umax是否<1.3;若是,则得到光伏基地极限并网距离lmax=lk;若否,以δla为步长减少并网电气距离,令lk=lk-δla,重新遍历计算n-1故障集,直至机端电压最大值满足umax<1.3,记录此时对应并网电气距离lk,得到光伏基地极限并网距离lmax=lk。

    29、优选地,在步骤s1中,建立光伏基地并网的机电暂态仿真模型包括:在电力系统机电暂态仿真程序中建立光伏基地机电暂态模型,所述光伏基地机电暂态模型包括光伏基地规划装机容量p0及拓扑结构。

    30、优选地,在步骤s1中,建立光伏基地所接入电网的机电暂态仿真模型包括:获取电网运行方式数据,建立电网潮流计算和稳定计算模型。

    31、优选地,所述步骤s2包括:输入光伏基地至并网点初始并网电气距离l0,初始并网电气距离变化步长δla,光伏基地最大同时率ks0。

    32、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

    33、本发明通过先搭建光伏基地并网及所接入电网的机电暂态仿真模型,并对光伏基地接入电网方案进行初始化配置,再计算满足短路比约束和暂态过电压约束的光伏基地极限并网距离,为合理选择光伏基地并网点、并网距离提供依据,在规划阶段指导光伏基地并网点、并网电气距离的设计,有助于提高系统整体设计效率,提高大规模光伏基地的安全稳定送出能力,从而无需配置调相机等辅助装置即可满足系统安全稳定运行需求,降低了光伏基地投资建设成本。



    技术特征:

    1.一种考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,在步骤s3中,计算光伏基地初始最小新能源机端短路比mrscrmin,计算公式如下:

    3.根据权利要求2所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,所述步骤s3包括:

    4.根据权利要求3所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,所述步骤s4包括:

    5.根据权利要求4所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,在步骤s42中,对mrscrmin进行迭代包括:

    6.根据权利要求5所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,在步骤s42中,对mrscrmin进行迭代还包括:

    7.根据权利要求6所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,所述步骤s5包括:

    8.根据权利要求1-7任一项所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,在步骤s1中,建立光伏基地并网的机电暂态仿真模型包括:在电力系统机电暂态仿真程序中建立光伏基地机电暂态模型,所述光伏基地机电暂态模型包括光伏基地规划装机容量p0及拓扑结构。

    9.根据权利要求8所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,其特征在于,在步骤s1中,建立光伏基地所接入电网的机电暂态仿真模型包括:获取电网运行方式数据,建立电网潮流计算和稳定计算模型。

    10.根据权利要求1-7任一项所述的考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,所述步骤s2包括:输入光伏基地至并网点初始并网电气距离l0,初始并网电气距离变化步长δla,光伏基地最大同时率ks0。


    技术总结
    本发明提供一种考虑电网安全稳定约束的光伏基地极限并网距离计算方法,包括:建立光伏基地并网及所接入电网的机电暂态仿真模型;对光伏基地接入电网方案进行初始化配置;计算光伏基地初始最小新能源机端短路比MRSCR<subgt;min</subgt;,并基于光伏基地初始最小新能源机端短路比MRSCR<subgt;min</subgt;确定并网电气距离初始迭代方向;基于当前以及前次光伏基地最小新能源机端短路比MRSCR<subgt;min</subgt;、MRSCR<subgt;min1</subgt;,采用最小二乘法确定满足短路比约束的极限并网距离;构建光伏汇集系统N‑1故障集,基于故障集确定满足暂态过电压约束的极限并网距离;并将确定满足暂态过电压约束的极限并网距离,作为最终的光伏基地极限并网距离,以助力系统安全稳定运行。

    技术研发人员:张汉花,顾文波,李宏强,马鑫,李旭涛,周雷,张宁博,顾雨嘉,吴玫蓉
    受保护的技术使用者:国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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