(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211168194.7 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 国网河南省电力公司开封供电公司 地址 475000 河南省开封市金明大道电力 大厦 (72)发明人 李江涛　申文琰　秦泽华　于永哲　 郭楠伟　孔真真　南钰　郑罡　 (74)专利代理 机构 郑州图钉专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41164 专利代理师 石路 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/06(2006.01) H02J 3/16(2006.01)H02J 3/14(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种风电并 网的稳定性评估方法 (57)摘要 本发明涉及一种风电并网的稳定性评估方 法， 它包括以下步骤： 步骤S1： 构建含风电发输电 系统规划风险评估系统； 步骤S2： 建立风电并网 随机波动的电力系统小干扰概率稳定性模型； 步 骤S3： 构建含风电发输电系统运行风险评估系 统； 步骤S4： 建立风电并网对电压稳定的影响模 型； 步骤S5： 建立风电并网系统静态电压稳定概 率评估模型； 步骤S6： 建立了基于直流潮流的发 输电系统风险评估最优潮流模型， 对含风电并网 的发输电系统风险进行准确评估； 本发明具有 方 法简单、 适用于并网风电的大规模电力系统概率 稳定性分析、 更合理准确的评估电力系统的电压 安全状态的优点。 权利要求书9页 说明书18页 附图3页 CN 115549187 A 2022.12.30 CN 115549187 A 1.一种风电并 网的稳定性评估方法， 其特 征在于： 它包括以下步骤： 步骤S1： 构建含风电发输电系统规划风险评估系统； 步骤S2： 建立风电并网随机波动的电力系统小干扰概率稳定性模型： 根据并网风电随 机波动的概率分布函数， 计算其概率特征参数， 并据此计算电力系统关键特征值实部随机 波动的概率特征参数， 按Gr am‑Charlier级数展开计算关键特征根实部随机变化量的概率 分布函数， 从而确定电力系统小干扰概 率稳定性； 步骤S3： 构建含风电发输电系统运行风险评估系统； 步骤S4： 建立 风电并网对电压稳定的影响模型； 步骤S5： 建立 风电并网系统静态电压稳定概 率评估模型； 步骤S6： 建立了基于直流潮流的发输电系统风险评估最优潮流模型， 对含风电并网的 发输电系统风险进行准确评估。 2.如权利要求1所述的一种风电并网的稳定性评估方法， 其特征在于： 所述的步骤S1中 构建含风电发输电系统规划 风险评估系统具体为： 构建单阶段输电网规划模型， 以输电网 投资成本和运行成本为目标， 考虑电网的运行约束和线路走廊约束条件： 目标函数为 约束条件为Bθ＝PG‑PD、 Baθa＝PG‑PD,a＝1,2,...,Ma、 Pl≤ Plmax、 Pla≤Plmax,a＝1,2,...,Ma、 式中， f为年成本； r为现贴率； a为资金 回收 系数； k1为年网损成本系数； ci为支路i中扩建一回新建线路的投资成本； si为支路i中新建 线路回数； 为支路i中允许新建线路回数限制； rl为支路l的电阻； Pl为线路有功功率列 向量； B为正常运行情况下电网节点电纳矩阵； θ为正常运行情况下电网节点电压相角列向 量； PG为常规电源节点和风电节点注入功率列向量； PD为节点负荷功率列向量； Plmax为每回 线路允许的最大传输功率列向量； Ba为电网中线路a断开后的节点电纳矩阵； θa为电网中线 路a断开后的节 点电压相角列向量； Pla为N‑1故障情况下线路的负荷向量； Ω1为待选新建线 路集合； Ω2为网络中已有 线路和新建线路的集 合； Ma为需要进行N‑1故障检验的线路集 合。 3.如权利要求1所述的一种风电并网的稳定性评估方法， 其特征在于： 所述的步骤S2中 建立风电并网随机波动的电力系统小干扰概率稳定性模 型采用基于Gram ‑Charlier级数展 开和系统特征根灵敏度研究风电波动影响电力系统小扰动概率稳定性分析方法， 可以一次 性确定风电并网的电力系统的小扰动概率稳定性， 适用于并网风电的大规模电力系统概率 稳定性分析， 威布尔分布是描述风力发电机随机波动最常用的分布之一， 由其表示的风电 输出功率的概 率分布函数为： 式中， k0＝( σ / μ )‑1.086,k1＝ Pr/(vr‑vc),k2＝‑k1vc,c0＝ μ/Γ(1+1/k0)， Γ(·)为伽马函数； Pw为风机的有功输出功率； vc 为切入风速； vr为额定风速； vf为切出风速； Pr为额定风功率； μ、 σ 分别为风速的平均值和标权　利　要　求　书 1/9 页 2 CN 115549187 A 2准偏差； 由式(3)所描述的风电的随机特性， 可以一次性计算出其并网后， 由关键特征值决 定的电力系统小扰动概率稳定性， 具体计算步骤为： 步骤2.1： 计算并网风电的阶距和半不 变量； 风电功率变化可定义为ΔPw＝Pw‑Pw0， 其中Pw0是风电功率的稳态 值， 根据概率论， 风电 功率变化ΔPw的第n阶阶距 的计算公式为： 式中 为一个不完全伽马函数； 风电功率变化的第n阶半不 变量 可以由 组成的多 项式表示： 步骤2.2： 计算电力系统关键特征根随机变化量的 半不变量和中心距； 由概率论可知， 如果随机变量ρ和 η成线性关系， 即ρ ＝aη， 它们的n阶半 不变量满足： γn_ρ＝anγn_η(6)， 假设电力系统中的关键特征根是λ＝ξ+jω， 在小扰动稳定 性分析中可建立以下线性关系： 式中， Re(·)、 Ιm(·)分 别为复数变量的实部和虚部 ， 关键特征根的灵敏度可以使用数值方法计算 ： 由式(6)、 (7)可计算关键特征根实部随机变化量Δξ 的第n阶 半不变量： Δξ的第n阶中心距可由其半不变量求出： 式中σΔ ξ为Δξ 的标准偏差； 步骤2.3： 按Gram ‑Charlier级数展开 计算关键特征根实部随机变化量Δξ 的概率分布函数； 标准化的关键特征根实部随机变化 量 的概率分布函数和概率密度函数可由Gram ‑Charlier级数展开计算得到：权　利　要　求　书 2/9 页 3 CN 115549187 A 3