一种新能源低电压穿越参数优化方法及装置与流程

本发明涉及新能源并网低电压故障穿越，具体涉及一种新能源低电压穿越参数优化方法及装置。

背景技术：

1、在特高压直流输电工程持续投运与新能源大规模并网的背景下，电力系统的运行特性产生了显著改变。新能源在故障情况下的暂态响应特性，成为影响电网安全稳定运行的关键因素。当下，新能源机组被普遍要求具备低电压穿越能力，即在故障期间向电网提供有功和无功功率，以支撑电网电压。然而，低电压穿越策略的参数设置，直接决定了新能源的低电压穿越性能。鉴于不同结构与特性的电网，对新能源机组低电压穿越参数有着各异的要求，参数设计的合理性至关重要。如果参数设计存在缺陷，不仅会削弱故障期间对电网电压恢复的支撑效果，还可能恶化电网特性。

2、目前，针对新能源低电压穿越参数的优化，主要存在两种技术路线。其一，构建新能源机组与电网的机理模型，借助数学建模与理论分析来确定参数选取依据。这种方法精度最高，但通常仅适用于单个机组或简单电网系统，适用范围较为狭窄。其二，搭建新能源并网系统仿真模型，通过参数遍历寻找最优参数。虽然这种方法适用性广泛，但耗时耗力，参数优化效率较低。

3、例如，现有技术中提出了一种新能源设备控制参数优化方法及系统，通过建立全系统的准稳态模型，利用梯度下降法优化新能源设备参数，从而抑制直流换相失败引发的暂态过电压问题。但该方法中电力系统各个组件均采用准稳态模型替换，而非电磁暂态仿真模型，因此准确性受到影响，且仅针对暂态过电压抑制问题，适用范围较窄。再例如，现有技术中提出了一种多试验场景的新能源机组参数辨识方法及系统，构建与试验系统相对应的模拟系统，基于粒子群的方式去优化模拟系统的设备参数，使其结果与试验系统结果相吻合，从而辨识试验系统参数。但该方法仅针对单机参数辨识，且无法优化暂态过程中新能源的控制参数。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种新能源低电压穿越参数优化方法及装置。

2、第一方面，提供一种新能源低电压穿越参数优化方法，所述新能源低电压穿越参数优化方法包括：

3、获取新能源低电压穿越期间影响有功和无功电流指令生成的当前特性参数；

4、以所述当前特性参数为初始值，采用粒子群算法对特征参数进行迭代优化，得到优化特性参数；

5、其中，所述特性参数包括下述中的至少一种：有功电流系数、无功电流系数、有功电流上升速率。

6、优选的，所述有功和无功电流指令如下：

7、

8、

9、上式中，

idlvrt和

iqlvrt为有功和无功电流指令，

kidlv和

kiqlv为有功和无功电流系数，

in为电流额定值，

idp0为故障发生前一时刻的有功电流，

inmax为电流最大值，为并网点电压。

10、优选的，所述采用粒子群算法对其进行迭代优化的过程中，损失函数为最高电压、最低电压、高电压面积、低电压面积和振荡程度的分数之和。

11、进一步的，所述最高电压、最低电压、高电压面积、低电压面积和振荡程度的分数分别为20减去最高电压的适应度、最低电压的适应度、高电压面积与其对应系数的乘积、低电压面积与其对应系数的乘积和振荡程度的适应度。

12、优选的，所述采用粒子群算法对其进行迭代优化的过程中，损失函数为最高电压的适应度、最低电压的适应度、高电压面积与其对应系数的乘积、低电压面积与其对应系数的乘积和振荡程度的适应度之和的相反数。

13、进一步的，所述最高电压的适应度如下：

14、

15、上式中，为第一最高电压评价系数，为最高电压值，为第二最高电压评价系数。

16、进一步的，所述最低电压的适应度如下：

17、

18、上式中，为第一最低电压评价系数，为最低电压值，为第二最低电压评价系数。

19、进一步的，所述高电压面积为电压采样周期内所有超过高电压故障阀值的电压之和，所述低电压面积为电压采样周期内所有低于低电压故障阀值的电压之和。

20、进一步的，所述振荡程度适应度如下：

21、

22、上式中，为振荡程度系数，为跳过的采样点个数，为第i+1个采样点的电压值。

23、第二方面，提供一种新能源低电压穿越参数优化装置，所述新能源低电压穿越参数优化装置包括：

24、获取模块，用于获取新能源低电压穿越期间影响有功和无功电流指令生成的当前特性参数；

25、优化模块，用于以所述当前特性参数为初始值，采用粒子群算法对特征参数进行迭代优化，得到优化特性参数；

26、其中，所述特性参数包括下述中的至少一种：有功电流系数、无功电流系数、有功电流上升速率。

27、优选的，所述有功和无功电流指令如下：

28、

29、

30、上式中，

idlvrt和

iqlvrt为有功和无功电流指令，

kidlv和

kiqlv为有功和无功电流系数，

in为电流额定值，

idp0为故障发生前一时刻的有功电流，

inmax为电流最大值，为并网点电压。

31、优选的，所述采用粒子群算法对其进行迭代优化的过程中，损失函数为最高电压、最低电压、高电压面积、低电压面积和振荡程度的分数之和。进一步的，所述最高电压、最低电压、高电压面积、低电压面积和振荡程度的分数分别为20减去最高电压的适应度、最低电压的适应度、高电压面积与其对应系数的乘积、低电压面积与其对应系数的乘积和振荡程度的适应度。

32、优选的，所述采用粒子群算法对其进行迭代优化的过程中，损失函数为最高电压的适应度、最低电压的适应度、高电压面积与其对应系数的乘积、低电压面积与其对应系数的乘积和振荡程度的适应度之和的相反数。

33、进一步的，所述最高电压的适应度如下：

34、

35、上式中，为第一最高电压评价系数，为最高电压值，为第二最高电压评价系数。

36、进一步的，所述最低电压的适应度如下：

37、

38、上式中，为第一最低电压评价系数，为最低电压值，为第二最低电压评价系数。

39、进一步的，所述高电压面积为电压采样周期内所有超过高电压故障阀值的电压之和，所述低电压面积为电压采样周期内所有低于低电压故障阀值的电压之和。

40、进一步的，所述振荡程度适应度如下：

41、

42、上式中，为振荡程度系数，为跳过的采样点个数，为第i+1个采样点的电压值。

43、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

44、所述处理器，用于执行一个或多个程序；

45、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的新能源低电压穿越参数优化方法。

46、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的新能源低电压穿越参数优化方法。

47、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

48、本发明提供了一种新能源低电压穿越参数优化方法，包括：获取新能源低电压穿越期间影响有功和无功电流指令生成的当前特性参数；以所述当前特性参数为初始值，采用粒子群算法对特征参数进行迭代优化，得到优化特性参数；其中，所述特性参数包括下述中的至少一种：有功电流系数、无功电流系数、有功电流上升速率。本发明提供的技术方案，将电磁暂态仿真模型与智能优化算法相结合，实现了低电压穿越参数的优化，以达到电网最佳的低电压故障穿越效果。