一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法与流程

本发明涉及新能源发电规划，并且更具体地，涉及一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法及系统。

背景技术：

1、沙漠、戈壁、荒漠大型新能源基地（large-scale new energy bases in deserts,gobi, and desertified regions）：沙漠、戈壁、荒漠（简称“沙戈荒”）大型新能源基地是我国新能源发展战略的核心组成部分，沙戈荒新能源基地将持续呈现快速发展的态势。然而，该类基地通常地理位置偏远，接入电网末端，近区缺少火电等支撑电源；同时，新能源规模大、比例高，且现有新能源发电设备大多采用跟网型技术，电压支撑能力不足，从而导致基地短路比低、过电压等一系列问题，制约了新能源的大规模开发和高比例消纳。

2、根据目前工程经验，沙戈荒新能源基地新能源侧的短路比和过电压问题往往比其依托的外送通道直流换流站更加严重，且直流换流站集中配置的大容量调相机对新能源侧的电压问题改善效果有限，直接在新能源侧配置分布式调相机，是解决上述问题的更为有效的手段。

3、新型分布式调相机能够就地灵活地提升新能源场站的短路容量、动态无功支撑能力，对避免风电、光伏等新能源发电设备的脱网，提高新能源厂站汇集地区的电压稳定性具有非常明显的作用。并且，新型分布式调相机在设计上充分考虑了新能源的无功需求特性，具有更优异的暂态动态性能、更大的进相能力和更低的运行损耗。

4、相较于大型调相机，分布式调相机具有集成度高、系统稳定、建设周期短、单位容量造价低、调节性能好等优点，同时也具备更优的暂态、次暂态和稳态性能，可以大幅提升新能源外送能力。分布式调相机接入新能源场站后，场站等效阻抗减小，短路电流和短路容量增大，从而提升了电压支撑强度。

5、然而，现有的分布式调相机配置方法，要么仅考虑了新能源机端短路比或者暂态过电压，导致配置结果不够优化，短路比补偿度不足；要么每步在短路比最低的1处节点配置1台调相机（简称最低短路比法，单次单节点单台配置），或者每步在短路比需求最高的1处节点配置1台或多台调相机（简称单次单点法，单次单节点单台或多台配置），上述方法均需多次重复计算所有节点短路比及相关变量，计算工作量大且容易出现欠补偿或过补偿情况。主要原因在于：（1）最低短路比的节点未必是最需要补偿的节点，在此配置调相机未必可达到整体最优的效果，配置过程容易出现欠补偿情况；（2）每次按单个节点的短路比目标值配置，由于节点之间相互影响，多轮次配置后部分节点出现过补偿情况；（3）新能源基地通常需要多节点分散配置调相机，每次单节点配置1台或多台调相机，需要多轮次（10次以上）重复计算。

6、所以，现有的方法普遍配置结果不够优化，配置过程也不够便捷、重复度高。

7、因此，需要一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法及系统。

技术实现思路

1、本发明提出一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法及系统，以解决如何高效地对新能源基地进行分布式调相机配置的问题。

2、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法，所述方法包括：

3、基于电力系统仿真软件搭建目标新能源基地的仿真数据；

4、基于所述仿真数据在新能源大发运行方式下进行仿真计算，以获取所述目标新能源基地中各新能源场站的短路比水平；

5、根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标；

6、计算各新能源场站之间的影响因子，基于所述影响因子和短路比需求度指标，计算各新能源场站的多场站短路比需求度指标；

7、将多场站短路比需求度指标进行降序排列，并为前n个多场站短路比需求度指标对应的新能源场站分别配置1台分布式调相机；其中，n为配置调相机的新能源场站的数量；

8、配置完成后重新在新能源大发运行方式下进行仿真计算，重新计算各新能源场站的短路比水平；

9、若各新能源场站当前的短路比水平满足预设规范要求，则根据当前的分布式调相机的位置和数量确定分布式调相机配置方案。

10、优选地，其中所述方法利用如下方式确定每个新能源场站的短路比需求度指标，包括:

11、，

12、其中，为短路比提升目标值；为第i个新能源场站的当前短路比水平。

13、优选地，其中所述方法还包括：

14、按照新能源发电单元升压变低压侧为1.5，新能源并网点为2.0，设置短路比提升目标值。

15、优选地，其中所述方法利用如下方式确定各新能源场站间的影响因子，包括：

16、，

17、其中，为第i个新能源场站和第j个新能源场站间的影响因子；和分别表示第i个新能源场站与第j个新能源场站之间的互阻抗和第i个新能源场站的自阻抗。

18、优选地，其中基于所述影响因子和短路比需求度指标，计算各新能源场站的多场站短路比需求度指标，包括：

19、，

20、其中，为第i个新能源场站的多场站短路比需求度指标；为第i个新能源场站和第j个新能源场站间的影响因子；为第j个新能源场站汇集新能源规模；为第i个新能源场站汇集新能源规模；n为新能源场站的数量。

21、优选地，其中所述方法还包括：

22、按照预设数量将n设置为固定值，或者根据多场站短路比需求度指标的变化程度自适应设置n。

23、优选地，其中所述方法还包括：

24、若各新能源场站当前的短路比水平不满足预设规范要求，则返回根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标的步骤重新计算，直至各新能源场站的短路比水平满足预设规范要求，根据当前的分布式调相机的位置和数量确定分布式调相机配置方案。

25、根据本发明的另一个方面，提供了一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置系统，所述系统包括：

26、仿真搭建单元，用于基于电力系统仿真软件搭建目标新能源基地的仿真数据；

27、第一仿真计算单元，用于基于所述仿真数据在新能源大发运行方式下进行仿真计算，以获取所述目标新能源基地中各新能源场站的短路比水平；

28、短路比需求度计算单元，根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标；

29、多场站短路比需求度计算单元，用于根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标；

30、配置单元，用于将多场站短路比需求度指标进行降序排列，并为前n个多场站短路比需求度指标对应的新能源场站分别配置1台分布式调相机；其中，n为配置调相机的新能源场站的数量；

31、第二仿真计算单元，用于配置完成后重新在新能源大发运行方式下进行仿真计算，重新计算各新能源场站的短路比水平；

32、配置方案确定单元，用于若各新能源场站当前的短路比水平满足预设规范要求，则根据当前的分布式调相机的位置和数量确定分布式调相机配置方案。

33、优选地，其中所述第一仿真计算单元和第二仿真计算单元利用如下方式确定每个新能源场站的短路比需求度指标，包括:

34、，

35、其中，为短路比提升目标值；为第i个新能源场站的当前短路比水平。

36、优选地，其中所述第一仿真单元和第二仿真单元，还用于：

37、按照新能源发电单元升压变低压侧为1.5，新能源并网点为2.0，设置短路比提升目标值。

38、优选地，其中所述第一仿真计算单元和第二仿真计算单元利用如下方式确定各新能源场站间的影响因子，包括：

39、，

40、其中，为第i个新能源场站和第j个新能源场站间的影响因子；和分别表示第i个新能源场站与第j个新能源场站之间的互阻抗和第i个新能源场站的自阻抗。

41、优选地，其中所述多场站短路比需求度计算单元，根据所述影响因子和短路比需求度指标，计算各新能源场站的多场站短路比需求度指标，包括：

42、，

43、其中，为第i个新能源场站的多场站短路比需求度指标；为第i个新能源场站和第j个新能源场站间的影响因子；为第j个新能源场站汇集新能源规模；为第i个新能源场站汇集新能源规模；n为新能源场站的数量。

44、优选地，其中所述配置单元，还用于：

45、按照预设数量将n设置为固定值，或者根据多场站短路比需求度指标的变化程度自适应设置n。

46、优选地，其中所述配置方案确定单元，还用于：

47、若各新能源场站当前的短路比水平不满足预设规范要求，则返回根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标的步骤重新计算，直至各新能源场站的短路比水平满足预设规范要求，根据当前的分布式调相机的位置和数量确定分布式调相机配置方案。

48、基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法中任一项的步骤。

49、基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：

50、上述的计算机可读存储介质；以及

51、一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

52、本发明提供了一种基于自适应补偿的新能源基地分布式调相机配置方法及系统，包括：基于电力系统仿真软件搭建目标新能源基地的仿真数据；基于所述仿真数据在新能源大发运行方式下进行仿真计算，以获取所述目标新能源基地中各新能源场站的短路比水平；根据当前的短路比水平，计算各新能源场站的短路比需求度指标；计算各新能源场站之间的影响因子，基于所述影响因子和短路比需求度指标，计算多场站短路比需求度指标；将多场站短路比需求度指标进行降序排列，并为前n个多场站短路比需求度指标对应的新能源场站分别配置1台分布式调相机；其中，n为配置调相机的新能源场站的数量；配置完成后重新在新能源大发运行方式下进行仿真计算，重新计算各新能源场站的短路比水平；若各新能源场站当前的短路比水平满足预设规范要求，则根据当前的分布式调相机的位置和数量确定分布式调相机配置方案。本发明的方法基于多场站短路比需求度指标，综合考虑新能源场站汇集规模、新能源短路比、影响因子等多方面约束因素，每步选择多场站短路比需求度指标较高的多个新能源场站配置分布式调相机，并计算配置之后新的短路比，直至全部新能源场站短路比均达标。该方法可单次单点或多点配置分布式调相机，从而达到快速确定配置方案的目的。