恭喜河南省金鷹電力勘測設計工程有限公司徐艷春獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜河南省金鷹電力勘測設計工程有限公司申請的專利考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114626575B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-06-10發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210116388.6,技術領域涉及:G06Q10/04;該發明授權考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法是由徐艷春;蔣偉俊;汪平;孫思涵設計研發完成,并于2022-02-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法在說明書摘要公布了:考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法,包括以下步驟:以多二元表判據為基礎,提出暫態電壓安全裕度指標,用于評估系統暫態電壓穩定性;基于暫態電壓安全裕度指標,提出動態無功補償設備的布點方法;建立差異化動態無功補償優化模型;通過改進的熵權優劣解距離法,篩選出各場景下的最佳方案,繼而確定動態無功補償設備在系統中的最終配置方案。本發明方法能更綜合、更全面地指導動態無功補償裝置的配置,在保障電網穩定運行的同時最大限度地節省經濟成本。
本發明授權考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法在權利要求書中公布了:1.考慮暫態電壓穩定的含高滲透率風電的受端電網無功規劃方法,其特征在于包括以下步驟:步驟1:以多二元表判據為基礎,提出暫態電壓安全裕度指標,用于評估系統暫態電壓穩定性;步驟2:基于暫態電壓安全裕度指標,提出動態無功補償設備的布點方法;步驟3:建立差異化動態無功補償優化模型;步驟4:通過改進的熵權優劣解距離法,篩選出各場景下的最佳方案,繼而確定動態無功補償設備在系統中的最終配置方案;所述步驟1中,提出暫態電壓安全裕度指標前,先基于風電場景概率理論,構建出風電典型運行場景,如公式1~6所示: 1;式(1)中,為風速的概率密度函數;v為風速大?。籯為風速分布的形狀參數;c為尺度參數,其值可由風速均值μ和標準差σ計算出;e為自然常數; 2;式(2)中,Pw為風電機組的輸出功率;為風電機組的額定容量;、、分別為風電機組的切入風速、額定風速、切出風速;;; 3; 4; 5;式(3)~(5)中,P1、P2、P3分別為風電機組運行于零輸出場景、欠額輸出場景和額定輸出場景下的概率; 6; 為風電機組在欠額輸出場景下的輸出功率大小;零輸出場景下的風電輸出功率: 為風電機組在零輸出場景下的輸出功率大??;額定輸出場景下的風電輸出功率: 為風電機組在額定輸出場景下的輸出功率大?。凰霾襟E1中,暫態電壓安全裕度指標包括:母線的暫態電壓安全裕度指標: 7;式(7)中,為式12所示的階躍因子;為n個低電壓多二元表和m個過電壓二元表約束下的母線i的暫態電壓安全裕度指標;為n個低電壓多二元表約束下的母線i的電壓暫降安全裕度指標,具體如公式8所示;為m個過電壓多二元表約束下母線i的電壓暫升指標,具體如公式10所示: 8;式(8)中,為額定電壓參考值;和分別為母線i電壓在跌落過程中低于低電壓二元表中的電壓閾值Vcr.d.k和恢復過程中高于電壓閾值Vcr.d.k的時刻;和分別為母線i電壓在跌落過程中低于低電壓二元表中的電壓閾值Vcr.d.k+1和恢復過程中高于電壓閾值Vcr.d.k+1的時刻;為母線i的暫態電壓響應曲線;為第n個閾值區間的權重系數; 為各閾值區間的權重系數,可由公式9逐級求解; 9;式(9)中,為第1個低電壓二元表的時間閾值;為第2個低電壓二元表的時間閾值;為第n個低電壓二元表的時間閾值;為第1個低電壓二元表的電壓閾值;為第2個低電壓二元表的電壓閾值;為第n個低電壓二元表的電壓閾值;為第1個閾值區間的權重系數;為第2個閾值區間的權重系數;為第n個閾值區間的權重系數; 為m個過電壓多二元表約束下母線i的電壓暫升指標,具體如公式10所示: 10;式(10)中,為第k+1個過電壓二元表的電壓閾值;ti.r.k為母線i電壓在擾動后的上升過程中初次高于第k個過電壓二元表電壓閾值的時刻;為母線i電壓在擾動后的上升過程中初次高于第k+1個過電壓二元表電壓閾值的時刻;t'i.r.k為母線i電壓在上升結束后的下降過程中初次等于第k個過電壓二元表電壓閾值的時刻;m為正整數;t'i.r.k+1為母線i電壓在上升結束后的下降過程中初次等于第k+1個過電壓二元表電壓閾值的時刻;ti.r.m為母線i電壓在擾動后的上升過程中初次高于第m個過電壓二元表電壓閾值的時刻;t'i.r.m為母線i電壓在上升結束后的下降過程中初次等于第m個過電壓二元表電壓閾值的時刻; 為{0≤Vit≤Vcr.r.m+1}∩{ti.r.m≤t≤t'i.r.m+1}之間區域的權重系數; K r.k為{0≤Vit≤Vcr.r.k+1}∩{ti.r.k≤t≤t'i.r.k+1}之間區域的權重系數,其數值大小可由公式11解得; 11;式(11)中,k為正整數;Tcr.r.1為第1個過電壓二元表中的時間閾值;Tcr.r.2為第2個過電壓二元表中的時間閾值;Tcr.r.k為第k個過電壓二元表中的時間閾值;Tcr.r.k+1為第k+1個過電壓二元表中的時間閾值;為{0≤Vit≤Vcr.r.2}∩{ti.r.1≤t≤t'i.r.2}之間區域的權重系數;Kr.k為{0≤Vit≤Vcr.r.k+1}∩{ti.r.k≤t≤t'i.r.k+1}之間區域的權重系數;為第1個過電壓二元表的電壓閾值;為第2個過電壓二元表的電壓閾值;為第k個過電壓二元表的電壓閾值;為第k+1個過電壓二元表的電壓閾值; 12;式(12)中,e為自然常數;t為時間;ω為峰度參數,用來表征函數的陡峭程度;區域電壓合格率指標: 13;式(13)中,為考慮系統S種運行方式、T個典型的風電場景、M個預選故障集和整個系統所有N個負荷母線后區域a的電壓合格率指標;為系統以運行方式l運行的概率;為在l運行方式及風電場景v下,負荷母線b處發生d類型故障時,區域a內電壓合格母線的數量,當母線i的時,即可認為母線i為電壓合格母線;Na為區域a內的所有的負荷母線數目;為風電以場景v運行的概率;為在l運行方式及風電場景v下,故障d的權重系數,數值上等于其發生的概率,由于各典型故障相互獨立,故有;為母線b發生故障d的概率,這里設故障d發生在系統各母線處的概率相等,即;區域電壓穩定裕度指標: 14;式(14)中,為考慮系統S種運行方式、T個典型的風電場景、M個預選故障集和整個系統所有N個負荷母線后區域a的電壓穩定裕度指標;為考慮系統在l運行方式、風電場景v后母線b發生故障d時,區域a內母線i的暫態電壓安全裕度指標;為系統以運行方式l運行的概率;為風電以場景v運行的概率;為在l運行方式及風電場景v下,故障d的權重系數;為在l運行方式及風電場景v下,母線b發生故障d的概率;所述步驟2中,動態無功補償設備的布點方法包括以下步驟:步驟2.1:根據公式15~18篩選出系統中的關鍵母線: 15;式(15)中,為母線i的中樞值;為母線i的權重系數,其值由公式16定義; 16;式(16)中,為母線i的度,反映與母線i相關聯的邊的條數;、為權重系數,滿足;Si為母線i的實際注入功率;Sbase為系統功率的基準值;表征母線i在系統中傳輸或分配功率的大小,其值越大,則代表該母線在系統中傳輸和分配的功率越多,在系統中的重要性程度越大; 為母線i的電壓失穩風險因子,其值由公式17定義: 17;式(17)中,為在l運行方式及風電場景v下,母線i發生故障d時,其動態分區內電壓失穩母線的總數;為在l運行方式及風電場景v下,母線i發生故障d時,其動態分區內電壓失穩母線g的暫態電壓安全裕度,當時,即可認為母線g暫態電壓失穩;為系統以運行方式l運行的概率;為風電以場景v運行的概率;為在l運行方式及風電場景v下,故障d的權重系數;為在l運行方式及風電場景v下,母線i發生故障d的概率;反映了母線i發生故障后,其動態分區內所有失穩母線的安全裕度指標平均大小,其值越大,則代表該母線受故障的影響程度越大;通過計算各母線的中樞值,并根據公式18對其進行降序排列,從而確定出系統的關鍵母線集: 18;式(18)中,sort{Bi.zs}為各母線按照Bi.zs值大小進行降序排列組成的集合;為母線i的中樞值;為母線的編號;為系統內的N個負荷母線編號;步驟2.2:由公式19~23構造出待補償的候選母線集合; 19;式(19)中,為母線i基于母線的暫態電壓安全裕度的靈敏度指標;為在l運行方式及風電場景v下,母線i發生故障d時,其動態分區內電壓失穩母線的總數;為在母線i處安裝動態無功補償裝置前,考慮n個低電壓多二元表和m個過電壓二元表約束后,系統發生故障d時,母線g的暫態電壓安全裕度指標;為在母線i處安裝某動態無功補償裝置后,系統發生故障d時,n個低電壓多二元表和m個過電壓二元表約束下的母線g的暫態電壓安全裕度指標;為在母線i處安裝的動態無功補償設備的容量;若在暫態過程期間,對動態無功補償設備快速電壓支撐能力提出更高要求時,可用公式20定義的動態無功補償設備i的系統動態無功備用來對進一步修正; 20;式(20)中,QRTSi是表征接于母線i處的動態無功補償設備的動態無功備用的量化值;Qi為接于母線i處的動態無功補償設備在暫態過程中增發的無功功率;Qi0為穩態運行時,接于母線i處的動態無功補償設備的初始無功功率;e-t為引入的衰減因子,用來量化無功補償設備在暫態過程的各個時刻增發的無功功率,動態無功補償設備增發無功越快對系統的暫態電壓穩定越有利;基于公式19、公式20,定義如公式21所示的基于母線的暫態電壓安全裕度及動態無功響應速率的靈敏度指標; 21;式(21)中,為基于母線的暫態電壓安全裕度及動態無功響應速率的靈敏度指標;為各QRTSi值中的最大者;為母線i基于母線的暫態電壓安全裕度的靈敏度指標;進一步構造出如公式22所示的基于的候選母線集合和如公式23所示的基于的候選母線集合; 22;式(22)中,為基于下的候選母線集;為各母線按照值大小進行降序排列組成的集合; 23;式(23)中,為基于下的候選母線集;為各母線按照值大小進行降序排列組成的集合。
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