CN107492894A - 一种含风电场电力***的节点电压静态稳定性评估方法 - Google Patents
一种含风电场电力***的节点电压静态稳定性评估方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明具体提供了一种含风电场电力***的节点电压静态稳定性评估方法。所述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。具体步骤是将所采集到的风速以及节点注入有功、无功参数，计算电压无功方程的降阶雅克比矩阵的对角元素；随机抽取某一次所有对角元素进行归一化处理，在处理过程中判断元素是否越限，如果越限直接判定电压稳定的可信性为0，否则计算各元素所属等级的隶属度和各节点电压稳定等级的可信性，最后形成本次抽样的稳定等级模糊评估矩阵。
Description
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***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***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***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***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***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***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***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***参数；
步骤2：计算降阶雅克比矩阵对角元素；
综合电力***潮流方程和电压无功灵敏度方法得出电力***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：
JS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ξH、ξM、ξL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***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***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***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***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***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***参数；
步骤2：计算降阶雅克比矩阵对角元素；
综合电力***潮流方程和电压无功灵敏度方法得出电力***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：
JS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ξH、ξM、ξL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：
本发明采用如图3所示的含风电场的IEEE14节点电力***为一种含风电场电力***的节点电压静态稳定性评估方法优选实施例。
根据图1所示步骤，从样本空间中随机选择一组所有电压节点的抽样数据，如表1所示：
表1抽样数据
按照图2所示归一化处理流程，得到归一化处理后的数据如表2所示。
表2归一化处理后数据
根据图1所示步骤4、5、6，得到该次抽样的各节点电压静态稳定性的评估矩阵以表格的形式表示，如表3。
表3静态电压稳定性模糊评估矩阵
从表3可以看出，本次抽样时刻，图3所示节点1、4属于非常稳定的可信性为1；节点2、8隶属于非常稳定的可信性也很高；节点5、6、9、10、11、13属于一般稳定的可信性高，其中节点10、11、13的可信性为1；节点3、7、14属于临界稳定的可信性高，其中节点3的稳定性是10个节点中最差的；节点12的临界稳定可信性为0.567，偏向于临界稳定。因此通过表3所示的评估矩阵可以得到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。
Claims (2)
1.一种含风电场电力***的节点电压静态稳定性评估方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的一种含风电场电力***节点电压静态稳定性评估方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：数据采集与存储，包含实时风速值以及***参数；
步骤2：计算降阶雅克比矩阵对角元素；
综合电力***潮流方程和电压无功灵敏度方法得出电力***线性化静态功率电压方程：
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JS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ξH、ξM、ξL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
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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：
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2017
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