不同滲透率下多種新能源電力系統(tǒng)動態(tài)安全域分析

楊金海，武家輝，王海云，姚磊

(1.新疆大學(xué)教育部可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)控制工程技術(shù)研究中心,烏魯木齊市 830047;2.國網(wǎng)新疆綜合能源服務(wù)有限公司,烏魯木齊市 830011)

0 引言

由于一次能源日益枯竭,新能源并網(wǎng)成為各個國家研究的熱點。我國的西北、西南等地區(qū)風(fēng)力、光伏等資源豐富,且近年來隨著我國對新能源的扶持力度不斷加大,風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)展迅速[1-4]。我國的新能源資源雖然儲量豐富,但分布不均衡,必須依靠網(wǎng)架進行大容量、長距離的輸送,同時也帶來一系列穩(wěn)定安全性問題[5]。

隨著新能源接入電網(wǎng)的容量升高,高滲透率新能源對電力系統(tǒng)的影響受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。風(fēng)電機組、光伏電站較于傳統(tǒng)同步發(fā)電機而言是2 種特性完全不同的電源,三者之間的動態(tài)特性差異較大,當一個系統(tǒng)內(nèi)既包含同步機組又包含風(fēng)電機組和光伏電站時,無法等值為一個電源,因此需要將風(fēng)電機組、光伏電站、傳統(tǒng)同步機組作為3 個獨立的變量,研究不同能源種類下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。在已有的研究中,部分學(xué)者對單一能源形式或2 種能源形式相結(jié)合(風(fēng)火打捆、光伏電站與同步機組)的安全穩(wěn)定性問題進行了分析。文獻[6]提出了一種傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全域邊界的構(gòu)建方法;文獻[7]對含直驅(qū)型風(fēng)力機組的電力系統(tǒng)動態(tài)安全域進行構(gòu)建;文獻[8]提出了用于風(fēng)火打捆系統(tǒng)中的動態(tài)安全域擬合邊界方法;文獻[9]利用安全域方法分析了風(fēng)電并網(wǎng)的影響;文獻[10]研究了光伏并網(wǎng)對電網(wǎng)功角穩(wěn)定的影響,研究結(jié)果表明光伏并網(wǎng)可以改善電網(wǎng)功角穩(wěn)定性;文獻[11]對比了在預(yù)想的三相短路故障與不發(fā)生故障這2 種系統(tǒng)分析下,光伏并網(wǎng)對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響;文獻[12]研究了不同光伏容量的并網(wǎng)對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響,得出光伏并網(wǎng)容量越大對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響越大。以上研究著重分析了單一新能源并網(wǎng)的穩(wěn)定性影響,而并未考慮多種新能源并網(wǎng)參與下的系統(tǒng)安全穩(wěn)定性,無法較好地表征系統(tǒng)的安全狀況。

電力系統(tǒng)是特高維、強非線性系統(tǒng),復(fù)雜電力系統(tǒng)更須進行降維處理后再展開研究,在多種能源形式相互耦合的電力系統(tǒng)中,風(fēng)電、同步機組、光伏3 種能源形式對復(fù)雜電力系統(tǒng)的動態(tài)安全域邊界影響不同,若將高維電力系統(tǒng)降到一維會丟失大量信息,為了得到更加準確的信息,將風(fēng)電出力、同步機出力、光伏出力3 種不同的能源形式結(jié)合構(gòu)造三維空間的動態(tài)安全域(dynamic security region,DSR)[13-16],該表現(xiàn)形式能夠較好地反映系統(tǒng)運行的安全狀態(tài)。

電力系統(tǒng)主電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)基本不會改變,常改變的是注入復(fù)雜電網(wǎng)系統(tǒng)的功率空間。隨著新能源接入比例的增長,在不同新能源滲透率下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定特性也隨之改變,考慮到新能源出力的波動性和隨機性,判斷系統(tǒng)是否處于安全運行狀態(tài)變得十分復(fù)雜。因而對不同新能源滲透率下電力系統(tǒng)動態(tài)安全域進行深入分析具有工程實際意義,也為研究電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性提供了詳實依據(jù)。

構(gòu)建不同新能源滲透率下電力系統(tǒng)動態(tài)安全域(dynamic security region of power system under different new energy permeability,DNEP-DSR)邊界常用的求解方法有解析法[17]和擬合法[18]。文獻[19]對DSR的微分拓撲性質(zhì)進行了研究;文獻[20]通過求解對系統(tǒng)注入功率的靈敏度,來構(gòu)建系統(tǒng)的安全域邊界;文獻[21]根據(jù)同一失穩(wěn)模式下,不同臨界注入的暫態(tài)穩(wěn)定域邊界溢出點處法矢量的不變性推導(dǎo)出了超平面形式的DSR 邊界表達式(線性近似)。以上文獻雖然利用不同的途徑構(gòu)建系統(tǒng)的動態(tài)安全域,提高了求解速度,但同時也降低了求解精度,本文涉及到多種能源形式參與電力系統(tǒng)的動態(tài)安全域邊界擬合,考慮到多種未知情況,采用動態(tài)差分進化(dynamic differential evolution,DDE)與改進內(nèi)點法(interior point method,IPM)相結(jié)合,可以較好地解決這一問題。首先采用動態(tài)差分進化算法分析潮流數(shù)據(jù),選出最優(yōu)方向的三維功率向量,然后由改進內(nèi)點法搜索最優(yōu)方向附近多個系統(tǒng)臨界點,再進行DNEP-DSR 擬合。

綜上所述,本文基于單一或者兩種能源形式結(jié)合的動態(tài)安全域求解方法,提出采用改進動態(tài)差分進化-內(nèi)點法(dynamic differential evolution-interior point method,DDE-IPM)計算不同新能源滲透率下的電力系統(tǒng)動態(tài)安全域,該方法能夠快速得到復(fù)雜電力系統(tǒng)安全域邊界(邊界由3 種不同種類能源形式的獨立變量組成),且能夠較為準確地描述系統(tǒng)的動態(tài)安全狀態(tài),可以為復(fù)雜能源電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度及判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài)等問題提供一定參考。

1 DNEP-DSR 有功安全域數(shù)學(xué)模型

1.1 電力系統(tǒng)安全約束

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的約束包括電壓幅值約束、線路電流約束、有功發(fā)電約束、安全約束集合。假設(shè)電力系統(tǒng)有n+1 個節(jié)點,0 表示松弛節(jié)點,1～n0表示發(fā)電機節(jié)點,n0+1～n表示負荷節(jié)點。將系統(tǒng)的支路分為樹支和連支,分別用TB 和LB 表示。

1)電力系統(tǒng)電壓幅值約束。

把電力系統(tǒng)中的節(jié)點分為2 個類型:一是發(fā)電機節(jié)點,用G表示發(fā)電機節(jié)點的集合;二是負荷節(jié)點,用L來表示負荷節(jié)點的集合。電壓約束集Y定義為:

式中:YV(L)、YV(G)分別為負荷節(jié)點和發(fā)電機節(jié)點電壓約束;VL、VG分別為負荷節(jié)點電壓和發(fā)電機節(jié)點電壓;分別為負荷節(jié)點電壓最大值和最小值;為發(fā)電機節(jié)點電壓最大值和最小值。

2)電力系統(tǒng)線路電流約束。

設(shè)θk=αi -αj為支路k的兩端節(jié)點i和j間電壓相角差,電力系統(tǒng)的線路電流約束Z為:

式中:Zθ(TB)、Zθ(LB)分別為負荷線路和發(fā)電機線路電流約束;θTB、θLB分別為線路樹支電壓相角差和線路連支電壓相角差;分別為線路樹支電壓相角差和線路連支電壓相角差最大值;nb為支路總數(shù)。

3)電力系統(tǒng)的有功發(fā)電設(shè)備約束。

如果和表示發(fā)電機母線α上注入有功功率Pα的容許上、下限,則能夠滿足(V,θ)的約束集Yp為:

式中:V、θ為滿足電壓和電壓相角差的集合。

4)電力系統(tǒng)的安全約束集合。

滿足約束條件1)—3)稱之為電力系統(tǒng)的安全約束,r表示增量形式的約束集合,并將在電壓V空間中定義的集合Ψ稱為安全約束集,可以表示為:

式中:ΨV(L)r、ΨV(G)r為滿足負荷節(jié)點電壓和發(fā)電機節(jié)點電壓的電壓增量集合;分別為基態(tài)發(fā)電機節(jié)點電壓和負荷節(jié)點電壓。

1.2 DNEP-DSR 有功動態(tài)安全域邊界

新能源的高滲透率是未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢,但新能源滲透率的變化會引起電網(wǎng)的性質(zhì)改變,電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性也會隨之改變,可以采用安全域分析不同新能源滲透率下的復(fù)雜電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

圖1 為電力系統(tǒng)動態(tài)安全域示意圖,是系統(tǒng)全部節(jié)點的注入有功功率向量組成的節(jié)點注入功率空間,在關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵線路出口N-1 約束情況下的系統(tǒng)能夠安全運行的所有工作點集合,由滿足暫態(tài)穩(wěn)定臨界點超平面構(gòu)成。在電力系統(tǒng)動態(tài)安全域中可以觀察系統(tǒng)實時運行點與安全域邊界的相對關(guān)系,可以監(jiān)測系統(tǒng)的安全運行裕度,當系統(tǒng)不安全運行時,通過調(diào)整各個機組的出力,使其在最少切負荷的情況下,運行點回到安全域內(nèi)部。

圖1 動態(tài)安全域示意圖Fig.1 Dynamic security region diagram

動態(tài)安全域的邊界是由系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)唯一確定的,不隨運行狀態(tài)(如節(jié)點注入)變化而變化。對于既定的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和預(yù)想事故,對于系統(tǒng)構(gòu)建動態(tài)安全域,只需要計算一次動態(tài)安全域邊界,將其動態(tài)安全域邊界的超平面系數(shù)存于數(shù)據(jù)庫中,需要判斷和評估系統(tǒng)的安全運行狀態(tài)時可以直接調(diào)用。

在注入的功率空間上,要滿足發(fā)電機有功注入Pμ恒為正,負荷有功注入Pv恒為負,動態(tài)安全域應(yīng)滿足:

式中:μ為發(fā)電機節(jié)點集;v為負荷節(jié)點集。

發(fā)生短路故障事故的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會經(jīng)歷事故前、事故中和事故后3 個階段,這3 個階段可表示為:

式中:fa[x(t)]、fb[x(t)]、fc[x(t)] 分別為故障前、故障中和故障后的系統(tǒng)方程;a、b、c為故障前、故障中和故障后的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);τ為短路事故的持續(xù)時間。

若在某一注入功率向量y(包括3 種機組的有功注入),給定的電力系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了給定的短路事故之后是暫態(tài)穩(wěn)定,這樣的狀態(tài)就稱之為電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定安全,此時注入的功率y就是動態(tài)安全功率向量。注入功率空間上的動態(tài)安全域為:

式中:Wd(a,c,τ)為對于既定的事故b和既定的事故前、后網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)a、c唯一確定的動態(tài)安全域;xd(y)為故障清除瞬間的狀態(tài);A(y)為事故后狀態(tài)空間上環(huán)繞由注入功率向量y所決定的平衡點的穩(wěn)定域;Yl為各節(jié)點注入功率空間上下限的約束集合。

1.3 新能源滲透率定義

新能源滲透率fNEW為系統(tǒng)新能源發(fā)電功率總量PN與系統(tǒng)負荷電力PL總需求的比值,計算公式為:

2 基于DDE-IPM 超平面擬合

2.1 超平面方程建立

求解超平面的方法有擬合法、降維法、還原法和截距法等等。本文將DDE與改進IPM 相結(jié)合,求解動態(tài)安全域的超平面系數(shù),構(gòu)建電力系統(tǒng)的動態(tài)安全域。實用的動態(tài)安全域是由臨界超平面構(gòu)成的。超平面方程可以表示為:

式中:Ps為系統(tǒng)的第s個有功注入功率;αs為Ps對應(yīng)的超平面系數(shù)。

在采用超平面近似描述動態(tài)安全域的邊界時,注入有功功率空間上的動態(tài)安全域為:

2.2 DDE-IPM 求解安全域邊界

動態(tài)差分進化算法是考慮D維實數(shù)空間S?RD,把D維實數(shù)作為優(yōu)化問題的搜索空間。DDE 是由N個D維實參數(shù)構(gòu)成的一代種群在搜索空間進行并行直接搜索,得到適應(yīng)度高的個體。而內(nèi)點法的特點是將構(gòu)造的新的無約束目標函數(shù)的懲罰函數(shù)定義在可行域內(nèi),并在可行域內(nèi)求解懲罰函數(shù)的極值點,即求解無約束問題時的探索點(即初始試探點)總是在可行域內(nèi)部,這樣在求解內(nèi)點懲罰函數(shù)的序列無約束優(yōu)化問題過程中,所求得的解總是可行解,從而在可行域內(nèi)部逐步逼近原約束優(yōu)化問題的最優(yōu)解(探索邊界)。因此,本文提出結(jié)合2 種算法的優(yōu)點,采用動態(tài)差分進化算法和內(nèi)點法相結(jié)合來構(gòu)建不同新能源滲透率下系統(tǒng)的動態(tài)安全域,DDE-IPM 算法的流程如圖2 所示。

圖2 安全域超平面系數(shù)求解流程Fig.2 Flow chart for solving hyperplane coefficients in safety region

圖2 中,利用DDE-IPM 構(gòu)建不同滲透率系統(tǒng)的動態(tài)安全域時,初始化設(shè)置種群規(guī)模為200,交叉概率為0.9,最大迭代次數(shù)為1 000,設(shè)定求解問題的維度為3 維,輸出適應(yīng)度大的個體,根據(jù)搜索方向和輸入臨界點個數(shù),對每一次搜索到的臨界運行點進行存儲,得到M個臨界點進行擬合。

采用圖2 所示算法流程后,對于不同新能源滲透率下的電力系統(tǒng)動態(tài)安全域,每種情況只需要計算一次,將其參數(shù)(超平面系數(shù)、安全域圖譜)存于數(shù)據(jù)庫中,需要時直接調(diào)用,可以做到離線計算,在線運用,不會增加在線使用的計算負擔。對于給定的新能源滲透率下的運行點,找到與之相對應(yīng)的安全域圖譜,即可判斷該系統(tǒng)在某一時刻的運行點是否處于安全狀態(tài)。位于安全域外是不穩(wěn)定運行點,位于安全域邊界上是臨界穩(wěn)定,而在安全域內(nèi)則是穩(wěn)定運行點。

3 案例分析

隨著新能源滲透率不斷增高,對電力系統(tǒng)的安全影響越來越大。風(fēng)力機組、光伏電站和傳統(tǒng)同步機組是3 種完全不同的電源形式,動態(tài)特性差異很大,研究由3 種能源形式所構(gòu)成的三維空間的動態(tài)安全域,能夠更加準確地反映復(fù)雜電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)。案例將風(fēng)電機組、光伏電站和傳統(tǒng)同步機組有功出力作為3 個獨立的變量(G89 傳統(tǒng)同步機組、DFIG 風(fēng)電場D27、光伏電站P59),用等量的風(fēng)電機組和光伏機組代替?zhèn)鹘y(tǒng)同步機組,研究三者共同作用對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

3.1 DDE-IPM 構(gòu)建DNEP-DSR

含有風(fēng)電機組與光伏電站的電力系統(tǒng)的動態(tài)安全域邊界拓撲性質(zhì)是未知的,采用改進的DDE-IPM來構(gòu)建DNEP-DSR的超平面邊界,同時在改進IEEE 118 節(jié)點系統(tǒng)(見附圖A1)算例中對所提方法構(gòu)建的超平面邊界進行時域仿真驗證。

3.1.1 三種能源形式暫態(tài)有功響應(yīng)

在發(fā)生預(yù)置故障后,G89 傳統(tǒng)同步機組、DFIG 風(fēng)電場(D27)、光伏電站(P59)的有功出力均驟減;故障切除后有功出力回升,但恢復(fù)速度有所差異。各個機組的有功出力如圖3 所示。

從圖3 中可以看到,當故障發(fā)生后,傳統(tǒng)同步機組恢復(fù)出力的速度很慢,恢復(fù)時間為3.55 s;風(fēng)力機組的恢復(fù)速度很快,恢復(fù)時間為1.46 s;光伏電站恢復(fù)速度迅速,恢復(fù)時間為0.38 s。對比3 種能源形式在故障后的出力曲線,傳統(tǒng)同步機組恢復(fù)速度較慢,慣性較大,風(fēng)電機組和光伏電站由于補償設(shè)備的支撐,恢復(fù)速度較快,特別是光伏電站恢復(fù)速度遠高于同步機組。

圖3 各發(fā)電機組故障時有功響應(yīng)Fig.3 Active response during failure of each generator set

3.1.2 基于DDE-IPM 法的超平面系數(shù)求解

在DIgSILENT/PowerFactory 仿真軟件中仿真得到潮流數(shù)據(jù),根據(jù)DDE-IPM 在超平面的約束條件下,構(gòu)建安全域的超平面,最后得到最優(yōu)的超平面系數(shù)。設(shè)置滲透率為10 個梯度,增加量為5%,起始滲透率為5%,求出10 組超平面系數(shù),計算結(jié)果見表1。

表1 中超平面系數(shù)的絕對值大小代表了G89 傳統(tǒng)同步機組、風(fēng)電機組、光伏電站的有功注入點對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的程度?？梢钥闯?傳統(tǒng)機組的出力變化對系統(tǒng)的影響最大,但隨著滲透率的上升,風(fēng)力機組和光伏電站的影響程度逐漸增加,風(fēng)電的影響程度始終大于光伏。擬合的超平面方程系數(shù)在各滲透率下的求解誤差都在1%以內(nèi),滿足工程上的精度要求。

表1 擬合超平面方程系數(shù)Table 1 Fitting hyperplane equation coefficients

3.2 不同滲透率下系統(tǒng)動態(tài)安全域

3.2.1 系統(tǒng)三維DNEP-DSR 擬合

經(jīng)過大量仿真計算發(fā)現(xiàn),DNEP-DSR的邊界可用超平面進行擬合,再選取邊界附近的若干運行點進行時域仿真,對構(gòu)建的DNEP-DSR 邊界進行檢驗,其誤差可維持在工程允許范圍內(nèi)。其中,滲透率為5%與50%(即滲透率最大與最小情況)的三維動態(tài)安全域如圖4 和圖5 所示,其余滲透率下的DNEP-DSR見附圖B1—B8。

圖4 5%滲透率下的DNEP-DSRFig.4 DNEP-DSR at 5% penetration rate

圖5 50%滲透率下的DNEP-DSRFig.5 DNEP-DSR at 50% penetration rate

進一步取DNEP-DSR 邊界附近的若干運行點進行時域仿真,根據(jù)仿真結(jié)果是否暫態(tài)穩(wěn)定以及該運行點是否位于安全域內(nèi),來判斷該動態(tài)安全域邊界的準確性。滲透率為5%時運行點的有功功率注入和時域仿真結(jié)果見表2 所示。

表2 5%滲透率的時域仿真結(jié)果Table 2 Time domain simulation results for 5%penetration rate

表2 中,在計算條件相同的情況下,5%的滲透率下的時域仿真在運行點1、9、10(圖4 中三維DNEPDSR 域外的運行點)的情況下出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),運行點位于DNEP-DSR 超平面外,不滿足暫態(tài)穩(wěn)定約束條件。不同新能源滲透率下的系統(tǒng)運行指標對比見表3。

由表3 可以看出,隨著新能源接入比例的增加,在時域仿真穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的運行點增多,表明安全域的邊界在外擴,仿真收斂運行速度也在加快,對于預(yù)想故障后的供電恢復(fù)速度時間也在減少,恢復(fù)速度也隨之變快。不同構(gòu)建動態(tài)安全域方法的結(jié)果比較見表4。

表4 不同構(gòu)建動態(tài)安全域方法的結(jié)果比較Table 4 Comparison of the results of different methods of constructing dynamic security regions

由表4 可以看出,采用DDE-IPM 和DDE 構(gòu)建系統(tǒng)的動態(tài)安全域,DDE-IPM 求解超平面系數(shù)的誤差、求解速度優(yōu)于DDE,構(gòu)建超平面的臨界點搜索速度也明顯優(yōu)于DDE。

3.2.2 不同滲透率下低電壓穿越能力分析

新能源并網(wǎng)具有波動性和間歇性,在構(gòu)建不同新能源滲透率的動態(tài)安全域時,必須考慮其并網(wǎng)的可靠性,才能得到準確的DSR,而最重要的并網(wǎng)指標是其低電壓穿越能力[22-23]。實現(xiàn)低電壓穿越的關(guān)鍵在于電網(wǎng)故障下新能源機組能不間斷地穩(wěn)定運行,由于在不同滲透率下雙饋機組風(fēng)電場和光伏電站的低電壓穿越能力不相同,進而對2 種能源形式在不同滲透率情況下的低電壓穿越能力展開研究,在改進IEEE 118 節(jié)點測試系統(tǒng)進行時域仿真,仿真結(jié)果如圖6—9 所示。

圖6 不同滲透率下DFIG 風(fēng)電場故障電壓跌落曲線Fig.6 Fault voltage dip curves for DFIG wind farms with different penetration rate

圖7 不同滲透率下DFIG 風(fēng)電場低電壓穿越能力Fig.7 LVRT capability of DFIG wind farms with different penetration rate

圖8 不同滲透率下光伏電站故障電壓跌落曲線Fig.8 Fault voltage dip curves for PV plants with different penetration rate

圖9 不同滲透率下光伏電站低電壓穿越能力Fig.9 LVRT capability of PV plants with different penetration rate

由圖6、7 可以看出,不同新能源滲透率下風(fēng)電場在故障后電壓跌落曲線有所不同,在滲透率較低的情況下,風(fēng)電場并網(wǎng)低電壓穿越的最低點電壓要低于滲透率較高的時候,但在故障切除以后,滲透率低的風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓的恢復(fù)波動范圍較小,恢復(fù)電壓的平穩(wěn)性要優(yōu)于滲透率較高的情況。

由圖8、9 可以看出,不同新能源滲透率下光伏電站低電壓穿越能力有所差異,其變化趨勢和風(fēng)電機組的并網(wǎng)點電壓基本相同,在滲透率較低的情況下,光伏電站并網(wǎng)低電壓穿越的最低點電壓要低于滲透率較高的時候,在故障切除以后,滲透率低的恢復(fù)電壓平穩(wěn)性要優(yōu)于滲透率較高的情況。在構(gòu)建DNEPDSR 時,測試系統(tǒng)中風(fēng)電機組和光伏電站均滿足并網(wǎng)運行的低電壓穿越能力。

4 結(jié)論

本文采用DDE-IPM 方法來構(gòu)建不同新能源滲透率下的電力系統(tǒng)動態(tài)安全域,進而分析其對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響。通過對測試系統(tǒng)進行大量時域仿真發(fā)現(xiàn),DNEP-DSR 邊界可采用超平面法進行擬合,還具有光滑線性特性,且擬合誤差在工程允許范圍內(nèi)。通過對基于DDE-IPM 構(gòu)建的系統(tǒng)動態(tài)安全域進行分析,得到以下結(jié)論:

通過對比不同新能源滲透率下的電力系統(tǒng)動態(tài)安全域,DNEP-DSR 三維動態(tài)安全域有近似平行的性質(zhì),隨著新能源滲透率的增加,安全域邊界決定因素向新能源靠近;由于新能源機組的故障響應(yīng)特性較好,系統(tǒng)的DNEP-DSR 有所擴大,穩(wěn)定運行點也相應(yīng)增加。在低滲透率動態(tài)安全域中,同步機組占據(jù)主要因素,但隨著新能源滲透率的增加,風(fēng)電和光伏的有功出力裕度也將提升,同步機組的有功出力裕度有所減少。研究結(jié)果與利用超平面系數(shù)來分析3 個獨立變量的影響因子相符合,驗證了算例的準確性。所提方法可有效增強電力系統(tǒng)動態(tài)安全性預(yù)測能力,促進電力系統(tǒng)安全在線評估與控制。

附錄A

圖A1 改進IEEE118 節(jié)點測試系統(tǒng)接線Fig.A1 Improved IEEE 118 node test system wiring diagram

附錄B

圖B1 10%滲透率下的DNEP-DSRFig.B1 DNEP-DSR at 10% permeability rate

圖B2 15%滲透率下的DNEP-DSRFig.B2 DNEP-DSR at 15% permeability rate

圖B3 20%滲透率下的DNEP-DSRFig.B3 DNEP-DSR at 20% permeability rate

圖B4 25%滲透率下的DNEP-DSRFig.B4 DNEP-DSR at 25% permeability rate

圖B5 30%滲透率下的DNEP-DSRFig.B5 DNEP-DSR at 30% permeability rate

圖B6 35%滲透率下的DNEP-DSRFig.B6 DNEP-DSR at 35% permeability rate

圖B7 40%滲透率下的DNEP-DSRFig.B7 DNEP-DSR at 40% permeability rate

圖B8 45%滲透率下的DNEP-DSRFig.B8 DNEP-DSR at 45% permeability rate