一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法及装置与流程

    专利2025-08-02  27


    本发明涉及电力系统,并且更具体地,涉及一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法及装置。


    背景技术:

    1、电力电子设备动态无功主动支撑能力弱,系统电压支撑与调节能力急剧下降,系统运行面临的失稳风险增加。

    2、短路比是电压支撑强度量化评估的主要指标,实时监测以5分钟或15分钟为周期通过离线计算刷新,受设备安全地点、通信通道的影响存在数据缺失、实时性低的弊端。通过本地量测信息实现电压支撑强度的实时量测尚缺乏实用可行的短路比指标,降低了系统就地实时监测水平。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法及装置。

    2、根据本发明的一个方面,提供了一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法,包括:

    3、构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点运行电压计算模型;

    4、构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点开路电压计算模型;

    5、基于节点运行电压计算模型以及节点开路电压计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的短路容量计算模型;

    6、根据短路比计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的实时短路比计算模型;

    7、根据高比例电力电子电力系统的节点参量,利用实时短路比计算模型,计算高比例电力电子电力系统的实时短路比,其中实时短路比用于对高比例电力电子电力系统的电压支撑强度进行量化评估。

    8、可选地,节点运行电压计算模型为:

    9、

    10、式中,为节点i的运行电压;为节点i的自阻抗;为节点i换流器电源提供的注入电流;为节点s同步机电源注入电流;为节点k构网型控制换流器电源注入电流;为节点j跟网型控制换流器电源注入电流;为节点i与节点k、j、s之间的互阻抗。

    11、可选地,节点开路电压计算模型为:

    12、

    13、式中,为节点i处电力电子设备并网前的开路电压;为节点s同步机电源注入电流;为节点k构网型控制换流器电源注入电流;为节点j跟网型控制换流器电源注入电流;为节点i与节点k、j、s之间的互阻抗。

    14、可选地,基于节点运行电压计算模型以及节点开路电压计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的短路容量计算模型,包括:

    15、基于节点运行电压计算模型以及节点开路电压计算模型,确定高比例电力电子电力系统的各节点电力电子设备并网造成的电压变化量计算方程;

    16、根据各节点电力电子设备并网造成的电压变化量计算方程,确定各节点新能源提供的注入电流计算方程;

    17、根据各节点新能源提供的注入电流,确定各节点考虑换流器电源影响的短路容量计算模型。

    18、可选地,短路容量计算模型为:

    19、

    20、式中,un为节点i标称电压;在节点i处的短路容量;为节点i的自阻抗;为节点i处电力电子设备并网前的开路电压。

    21、可选地,短路比计算模型为:

    22、

    23、式中,rscri为节点i的实时短路比;为节点i的输出功率;为节点i的自阻抗;为节点i处电力电子设备并网前的开路电压;un为节点i标称电压。

    24、根据本发明的另一个方面,提供了一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算装置,包括:

    25、第一构建模块,用于构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点运行电压计算模型;

    26、第二构建模块,用于构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点开路电压计算模型;

    27、第三构建模块,用于基于节点运行电压计算模型以及节点开路电压计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的短路容量计算模型;

    28、第四构建模块,用于根据短路比计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的实时短路比计算模型;

    29、计算模块,用于根据高比例电力电子电力系统的节点参量,利用实时短路比计算模型,计算高比例电力电子电力系统的实时短路比,其中实时短路比用于对高比例电力电子电力系统的电压支撑强度进行量化评估。

    30、根据本发明的又一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

    31、根据本发明的又一个方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:处理器;用于存储所述处理器可执行指令的存储器;所述处理器,用于从所述存储器中读取所述可执行指令,并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

    32、从而,本发明提出高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法,提出可通过本地量测节点参数信息进行计算的实时短路比指标,从而实现对高比例电力电子电力系统电压支撑强度的实时量化评估,对提高电力电子设备就地监测水平、保障系统安全稳定运行具有重要意义。



    技术特征:

    1.一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述节点运行电压计算模型为:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述节点开路电压计算模型为:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述节点运行电压计算模型以及所述节点开路电压计算模型,构建所述在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的短路容量计算模型,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述短路容量计算模型为:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述短路比计算模型为:

    7.一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算装置,其特征在于,包括:

    8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述节点运行电压计算模型为:

    9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述节点开路电压计算模型为:

    10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,第三构建模块,包括:

    11.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述短路容量计算模型为:

    12.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述短路比计算模型为:

    13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一所述的方法。

    14.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:


    技术总结
    本发明公开了一种高比例电力电子电力系统实时短路比计算方法及装置。方法包括:构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点运行电压计算模型;构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的节点开路电压计算模型;基于节点运行电压计算模型以及节点开路电压计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的短路容量计算模型;根据短路比计算模型,构建在考虑换流器电源影响下高比例电力电子电力系统的实时短路比计算模型;根据高比例电力电子电力系统的节点参量,利用实时短路比计算模型,计算高比例电力电子电力系统的实时短路比,其中实时短路比用于对高比例电力电子电力系统的电压支撑强度进行量化评估。

    技术研发人员:于琳,孙华东,徐式蕴,赵兵,王宝财,尹睿,吴广禄,程奕,李宗翰
    受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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