T/CES 222-2023 新能源多场站短路比分析预警及辅助决策系统功能规范

新能源多场站短路比分析预警及辅助决策系统功能规范总结

• ​​标题​​：T/CES 222-2023《新能源多场站短路比分析预警及辅助决策系统功能规范》
• ​​发布机构​​：中国电工技术学会
• ​​首次发布​​：2023年12月
• ​​适用范围​​：适用于新能源多场站短路比分析预警及辅助决策系统的设计、开发和应用，聚焦于电网运行控制和规划场景。
• ​​核心目标​​：通过数据整合、计算评估、预警和辅助决策，提升新能源并网系统的电压支撑强度，确保电网安全稳定，促进新能源充分消纳。
• ​​规范性引用文件​​：包括GB/T 15544.1-2013（短路电流计算）、GB/T 38755-2019（电力系统安全稳定导则）、GB/T 40581-2021（电力系统安全稳定计算规范）等国家标准和行业规范。

• ​​核心焦点​​：系统致力于解决新能源多场站短路比（MRSCR）的监测、评估和优化问题，以应对新能源高比例接入带来的电压稳定挑战。
• ​​关键目标​​：
  • ​​数据整合​​：集成实时运行数据、规划数据和研究数据，形成统一的电网模型。
  • ​​分析预警​​：实时计算MRSCR指标，识别系统薄弱点。
  • ​​辅助决策​​：生成提升MRSCR的控制措施，平衡电网安全和新能源消纳。
  • ​​应用场景​​：适应在线运行、规划和研究三种模式（如电网调度控制、新能源场站规划）。
• ​​重要性​​：通过及时预警和决策支持，降低电压崩溃风险，提升电网韧性。

• ​​分层设计​​：系统采用五层架构，确保模块化和高效协同：
  • ​​数据层​​：负责数据接入和整合，支持三种模式：
    • ​​运行数据接入​​：从电网调度控制系统获取实时运行方式数据。
    • ​​规划数据接入​​：集成其他平台数据（如离线模型数据）。
    • ​​研究数据接入​​：支持人工配置导入（如指定数据类型）。
    • ​​输出​​：生成电网潮流计算数据，包括拓扑网络、发电负荷和潮流参数。
  • ​​评估层​​：专注于MRSCR指标的计算和风险识别：
    • 包括指标计算、合理性判断、不合格母线提取和低值预警。
    • 例如，自动识别MRSCR薄弱节点并触发预警。
  • ​​决策层​​：基于评估结果生成辅助决策：
    • 提供多种提升措施（如发电出力调整、网架优化）。
    • 支持多目标优化（如安全、消纳、经济性）。
  • ​​展示层​​：实现全景可视化：
    • 展示计算结果、预警信息和决策效果，包括地理接线图、潮流分布和新能源区域。
  • ​​管理层​​：提供平台支撑：
    • 包括配置维护、信息检索和统计应用，确保系统灵活性和可扩展性。
• ​​架构示意图​​：图1展示了分层逻辑和数据流向，强调各层间的交互性。
  

• ​​7.1 数据整合​​
  • ​​接入模式​​：
    • ​​运行数据模式​​：实时接入电网调度控制系统数据，确保在线应用。
    • ​​规划数据模式​​：集成外部平台数据（需符合规范）。
    • ​​研究数据模式​​：支持人工导入（如指定格式的离线数据）。
  • ​​数据处理​​：基于在线和离线资源，形成完整电网模型（如参数完整、潮流实时）。
  • ​​输出要求​​：生成标准输入数据，用于MRSCR计算（包括电网等效阻抗和新能源功率）。
• ​​7.2 分析预警​​
  • ​​指标计算（7.2.1）​​：
    • ​​计算方法​​：使用公式计算节点i的MRSCR：

      MRSCR_i = \frac{| \dot{U}_i^* \dot{U}_{Ni} |}{ \dot{Z}_{eqii} } \cdot \frac{ S_{aci} }{ P_{REi} + \sum_{j=1, j\neq i}^n \lambda_{ij} P_{REj} }

      其中：

      • \dot{U}_{Ni}为系统标称电压，\dot{U}_i为实际运行电压。
      • S_{aci}为短路容量（单位：MVA），P_{REi}为新能源有功功率（单位：MW）。
      • \dot{Z}_{eqii}为系统等效阻抗矩阵元素（电阻R + 电抗jX）。
    • ​​计算范围​​：支持多节点类型筛选，如新能源机组机端节点、场站高压节点或人工配置节点。
    • ​​输出信息​​：包括节点名称、基准电压、短路容量、等效并网容量、MRSCR值和临界短路比（CSCR）。
  • ​​指标判断和预警（7.2.2）​​：
    • ​​预警原则​​：基于MRSCR区间划分阈值：
      • 强系统：MRSCR > 3.0。
      • 弱系统：MRSCR在2.0～3.0之间。
      • 极弱系统：MRSCR < 2.0。
      • ​​预警条件​​：新能源升压变低压侧MRSCR < 1.5或并网点MRSCR < 2.0时触发预警。
    • ​​裕度指标​​：计算Delta_i = MRSCR_i - CSCR_i，用于识别薄弱节点（低裕度排序）。
    • ​​自动化​​：事件驱动方式提取不合格母线列表，推送至决策和展示模块。
• ​​7.3 辅助决策​​
  • ​​总体原则​​：针对预警节点生成提升措施，兼顾有效性、可行性、经济性和新能源消纳目标，避免过度控制。
  • ​​资源概览​​：统计可调度资源状态，如新能源机组、检修线路和电网接线方式。
  • ​​具体措施​​：
    • ​​发电出力调整（7.3.2）​​：基于灵敏度分析（新能源功率对MRSCR的影响），调整发电出力以提升MRSCR（例如，优化新能源消纳计划）。
    • ​​网架优化调整（7.3.3）​​：运行阶段通过改变接线方式（如切换检修线路）降低等效阻抗；规划阶段新增线路或变压器。
    • ​​配置调相机（7.3.4）​​：采用大容量或分布式调相机增加短路容量，以最小总容量为目标优化配置。
    • ​​配置储能（7.3.5）​​：利用储能系统改善MRSCR，支持新型控制模块嵌入。
    • ​​其他措施​​：系统预留接口，适应其他提升模块（如无功补偿）。
  • ​​决策输出​​：生成排序的辅助决策方案（如控制措施优先级列表），支持滚动更新。
• ​​7.4 全景展示​​
  • ​​可视化要求​​：对计算结果、预警和决策效果进行多角度展示，包括地理图、潮流图和新能源区域分布。
  • ​​同步展示​​：集成目标电网基础信息（如实时潮流），增强监控和决策支持。
• ​​7.5 平台管理​​
  • ​​配置维护​​：管理员可更新离线模型、计算参数（如扫描周期）和系统设置。
  • ​​信息检索​​：用户通过时间、关键字或分区检索历史记录（如预警事件）。
  • ​​统计应用​​：支持数据挖掘和关联分析，实现横向对比（不同区域/电压等级MRSCR）和纵向对比（不同运行方式）。

• ​​关键术语​​：
  • ​​新能源多场站短路比（MRSCR）​​：并网点短路容量与考虑其他场站影响后的新能源等效功率比值（来源：GB/T 40581-2021）。
  • ​​临界短路比（CSCR）​​：系统处于临界稳定状态时的短路比（最大传输功率点）。
  • ​​电压稳定​​：系统受扰动后保持电压的能力（来源：GB 38755-2019）。
• ​​缩略语​​：MRSCR（Multiple Renewable energy Stations short Circuit Ratio）。

• ​​系统性贡献​​：本规范首次标准化了新能源多场站短路比分析预警系统，填补了高比例新能源接入下的电压稳定管理空白。
• ​​创新点​​：结合实时数据整合、多层预警机制和多资源辅助决策，提升电网适应性和韧性。
• ​​应用价值​​：为电网调度、规划和新能源场站提供技术支撑，降低电压崩溃风险，推动“双碳”目标下的新能源高效消纳。
• ​​未来扩展​​：支持新型储能和调相机技术嵌入，适应电网演进。

本总结基于T/CES 222-2023规范内容，确保全面覆盖功能定位、架构、要求和应用场景，未添加任何虚构信息。如需特定部分深入解析，请进一步指示。