QV曲线绘制方法、QV曲线绘制装置、计算机设备和计算机可读存储介质与流程

本申请属于新能源电网，特别是涉及一种qv曲线绘制方法、qv曲线绘制装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、沙漠、戈壁、荒漠、深远海等大规模新能源经柔性直流送出是大规模新能源外送的主要方式之一，此时，新能源电网与柔性直流系统组成100％电力电子系统，是目前还未出现的电网形态。该系统存在可再生能源分布广、输电距离长、无常规同步电源、系统强度弱、系统惯性低和电力电子设备间交互作用复杂等特点，因此系统的电压稳定运行问题尤为突出，系统的电压无功支撑成为保障系统安全稳定运行的必要条件。qv曲线反映了系统随着无功功率的变化而引起的节点电压的变化状况，尤其是当无功容量不足时引起的电压失稳问题。因此，已经被广泛地用来确定系统运行点至电压崩溃点的距离，或确定电压崩溃点，是分析中长期电压稳定的重要工具。因此计算得出电压与无功功率之间的关系，绘制qv曲线，是分析电压稳定运行的边界条件是保障系统安全稳定运行的先决条件。

2、现有一般是采用连续潮流法绘制qv曲线。然而连续潮流法是基于全网潮流的一种方法，计算时耗时较长，连续参数的选取和步长的确定都是要依具体的网络而定，没有一个广泛适用的选取方法。在连续潮流计算过程中，并不关注不稳定点的求解结果，所以一般只能得到qv曲线的上半部分。可见现有技术的qv曲线绘制方法，不能很好地反应系统运行状态。

3、前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提出了一种qv曲线绘制方法、qv曲线绘制装置、计算机设备和计算机可读存储介质，能够快速绘制大规模新能源柔性直流送出系统的qv曲线。

2、本申请解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

3、本申请提供了一种qv曲线绘制方法，包括如下步骤：获取的新能源柔性直流送出系统的构建信息，根据构建信息将新能源柔性直流送出系统等效为双端口网络模型；根据双端口网络模型和构建信息中的末端功率方程构建末端电压隐式表达式，末端电压隐式表达式用于求解末端电压；设置求解参数并代入末端电压隐式表达式中求解，根据求解结果绘制qv曲线，qv曲线用于指示末端无功功率和末端电压值的相关关系。

4、在本申请一可选实施例中，根据构建信息将新能源柔性直流送出系统等效为双端口网络模型，包括：获取构建信息中的第一构建信息和第二构建信息，第一构建信息用于指示新能源柔性直流送出系统中柔性直流换流器的构成，第二构建信息用于指示新能源柔性直流送出系统中新能源并网电力电子换流器的构成；根据第一构建信息构建首端子模型，首端子模型包括有首端电流和首端电压；根据第二构建信息构建末端子模型，末端子模型包括有末端电流和末端电压；根据首端子模型和末端子模型构建双端口网络模型，双端口网络模型用于指示首端电流和首端电压，与末端电流和末端电压的相关关系。

5、在本申请一可选实施例中，根据首端子模型和末端子模型构建双端口网络模型，包括：根据首端子模型和末端子模确定传输矩阵根据传输矩阵双端口网络模型的双端口网络方程，表示为：

6、

7、其中，为首端电压，为首端电流，为末端电压，为末端电流。

8、在本申请一可选实施例中，根据双端口网络模型和构建信息中的末端功率方程构建末端电压隐式表达式，包括：设定新能源柔性直流送出系统中柔性直流换流器为构网型控制；假定构建信息中的首端电压和末端功率可知，以构建末端功率方程，表示为：

9、

10、其中，s2为末端功率，p2为末端有功功率，q2为末端无功功率，为末端电压，为共轭末端电流；获取双端口网络模型的传输矩阵并代入末端功率方程中以得到末端电压隐式表达式，表示为：

11、

12、其中，和为传输矩阵中的参数，为首端电压，为共轭末端电压，为共轭末端功率。

13、在本申请一可选实施例中，设置求解参数并代入末端电压隐式表达式中求解，包括：设置求解参数中的首端电压和末端有功功率不变，改变末端无功功率并代入末端电压隐式表达式中构建求解方程组，求解方程组为一个三元一次方程组；反复求解求解方程组直至无解；汇总每个与末端无功功率对应的末端电压值，以得到求解结果。

14、在本申请一可选实施例中，根据求解结果绘制qv曲线，包括：获取求解结果中一个末端无功功率对应的两个末端电压值，将数值更大的末端电压值标记为上部，将数值更小的末端电压值标记为下部；根据上部和下部在同一二维平面上绘制曲线，以得到qv曲线，二维平面中末端无功功率为横轴，末端电压值为竖轴。

15、在本申请一可选实施例中，根据求解结果绘制qv曲线之后，方法还包括：根据qv曲线确定末端无功功率接近无解的极限值，将极限值标记为鼻尖点；根据鼻尖点获取qv曲线中对应的极限末端电压值，将极限末端电压值囊括的范围确定为电压极限范围。

16、本申请还提供了一种qv曲线绘制装置，包括：构建模块，用于获取的新能源柔性直流送出系统的构建信息，根据构建信息将新能源柔性直流送出系统等效为双端口网络模型；求解模块，用于根据双端口网络模型和构建信息中的末端功率方程构建末端电压隐式表达式，末端电压隐式表达式用于求解末端电压；绘制模块，用于设置求解参数并代入末端电压隐式表达式中求解，根据求解结果绘制qv曲线，qv曲线用于指示末端无功功率和末端电压值的相关关系。

17、本申请还提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器：处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如前述的方法。

18、本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时实现如前述的方法。

19、采用本申请实施例，具有如下有益效果：

20、本申请能够将大规模新能源柔性直流送出系统等效为双端口网络模型后进行分析，通过设置求解参数求解双端口网络模型所得到的求解方程，并以求解所得求解结果绘制qv曲线，绘制方法简单、直观，避免了连续潮流法中的参数选择和预测/校正过程，提升了计算的效率。

21、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

1.一种qv曲线绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述根据所述构建信息将所述新能源柔性直流送出系统等效为双端口网络模型，包括：

3.如权利要求2所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述根据所述首端子模型和所述末端子模型构建所述双端口网络模型，包括：

4.如权利要求1所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述根据所述双端口网络模型和所述构建信息中的末端功率方程构建末端电压隐式表达式，包括：

5.如权利要求1所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述设置求解参数并代入所述末端电压隐式表达式中求解，包括：

6.如权利要求5所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述根据求解结果绘制qv曲线，包括：

7.如权利要求1所述的qv曲线绘制方法，其特征在于，所述根据求解结果绘制qv曲线之后，所述方法还包括：

8.一种qv曲线绘制装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1到7中任一项所述方法。