基于潮流的多直流饋入受端電網電壓支撐能力評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力系統領域，具體設及一種基于潮流計算的評價多直流饋入受端電 網電壓支撐能力的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著高壓直流輸電技術的廣泛應用，多直流饋入受端電網已經在現代電力系統中 形成。直流輸電系統在運行過程中消耗大量無功功率，降低受端電網的電壓穩定水平。為 了增強受端電網的電壓支撐能力，其中通常安裝有動態無功補償裝置。
[0003] 針對多直流饋入受端電網，建立能夠有效評估故障后關鍵節點暫態電壓支撐能力 和直流功率恢復能力的指標體系，無論對電網的規劃建設還是運行調度都有重要意義。對 于不含動態無功補償裝置的多直流饋入受端電網，現有實踐通常采用多饋入有效短路比指 標評價其電壓支撐能力。而對于安裝有動態無功補償裝置的多直流饋入受端電網，目前尚 無有效的方法評價其電壓支撐能力。由于多饋入有效短路比指標沒有計入動態無功補償裝 置的影響，因此不能直接套用。
[0004] 適用于一般的多直流饋入受端電網的電壓支撐能力評價方法有待提出。
【發明內容】
陽〇化]針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種基于潮流計算的多直流饋入受端 電網電壓支撐能力的評價方法。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供了一種基于潮流的多直流饋入受端電網電壓支撐 能力評價方法，其包括如下步驟：
[0007] A、對多直流饋入受端電網進行潮流計算；
[000引 B、建立受端交流電網的節點導納矩陣Y;
[0009] C、計算節點阻抗矩陣Z，所述節點阻抗矩陣Z為所述節點導納矩陣Y的逆矩陣；
[0010] D、計算待考察直流輸電系統饋入節點處的電壓支撐能力評價指標；
[0011] E、對待考察節點處的電壓支撐能力進行評價。
[0012] 本發明可解決目前尚無適用于一般多直流饋入受端電網的電壓支撐能力評價方 法的問題。
[0013] 根據本發明另一【具體實施方式】，步驟A具體包括如下步驟：
[0014] AU在電力系統潮流計算平臺上搭建所要研究的多直流饋入受端電網的模型；
[0015] A2、將該電力系統中所有動態無功補償裝置接入該電力系統，并按照額定容量出 力；
[0016] A3、在步驟Al和步驟A2的條件下進行潮流計算，記錄各個直流輸電系統饋入節點 的交流電壓大小的標么值。假設所有直流輸電系統饋入節點組成集合Nd。，節點XGNd。意 味著該節點處連接有直流輸電系統。記該節點的交流電壓大小標么值為I。
[0017] 根據本發明另一【具體實施方式】，步驟A1中，所有直流輸電系統采取整流側定直 流電流，逆變側定焰弧角控制方式，直流電流大小與焰弧角大小取額定值。
[001引根據本發明另一【具體實施方式】，步驟B中，所述節點導納矩陣Y包括直流輸電系統 的交流濾波器W及無功補償電容器，動態無功補償裝置SVC所對應的電容；其忽略所有輸 電線路的電阻，所有物理量采用標么值。
[0019] 根據本發明另一【具體實施方式】，節點導納矩陣Y為： %…^…5^。、 ……Y,)…孩
[0020] F=： ; ; ： Y'???Y???Y???Y 1?. J片玉蟲玉如' '? ft ? ? > ? ? Ir ? ? …&…y咱…Yi"，，，
[0021] 其中，Yii是交流電網第i個節點的自導納，Yi,是交流電網第i、j個節點之間的互 導納，n為交流電網的節點總數，1《i<j《n。
[0022] 根據本發明另一【具體實施方式】，步驟C中，所述節點阻抗矩陣Z為： '馬.1 ???馬.馬, 左a…左a…Zij…左!"
[0023] '玄二 玄托…玄]i…玄Jj… 又A…玄由…玄崎…立聯J O
[0024] 其中，Zii是交流電網第i個節點的自阻抗，Z1,是交流電網第i、j個節點之間的互 阻抗。
[0025] 根據本發明另一【具體實施方式】，步驟D中，假設節點X處有直流輸電系統饋入，令 其為待考察的節點，定義該點處電壓支撐能力指標為：
[0026]
123456 該指標稱為擴展有效短路比，其中，U為該點的交流電壓大小標么值（已在步驟A 中計算得到）； 2 Nd。為所有直流輸電系統饋入節點的集合，X，k GNd。； 3 陽029] PdtWk為節點k處直流輸電系統額定有功功率的標么值； 4 誠為節點阻抗矩陣第X行第k列元素竭（為一純虛數）順時針旋轉90。所得實 數。 5 根據本發明另一【具體實施方式】，步驟E中的評價闊值為： 6 一強，若EESC及X么2.5< 中，若2.5 >EESC民、么 1.5 弱，若 ￡^50?、. <1.5 田
[0033] 與現有技術相比，本發明具備如下有益效果：
[0034] 本發明解決了目前尚無適用于一般多直流饋入受端電網的電壓支撐能力評價方 法的問題。
[0035] 下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0036] 圖1是實施例1的基于潮流計算的多直流饋入受端電網電壓支撐能力評價方法的 流程圖；
[0037] 圖2是實施例1的仿真模型的示意圖。
【具體實施方式】 陽0測 實施例1
[0039] 參閱圖1，其為本實施例基于潮流計算的多直流饋入受端電網電壓支撐能力評價 方法的流程圖。如圖所示，本實施例的方法依次包括W下步驟： W40]A、對多直流饋入受端電網進行潮流計算。本實施例中仿真模型的示意圖如圖2所 示。其中直流系統1的額定功率是1追流系統2的額定功率是2。ZiZ0 1= 0. 4Z90。， ZzZ0 2=0. 2Z90。，ZizZ0 12=0. 5Z90。。不接入動態無功補償裝置時，在額定運 行狀況下，直流輸電系統的交流濾波器和無功補償電容器應該恰好補償直流輸電系統所消 耗的無功功率，通常將其視為恒定電納。在本實施例中，Bti=B。2二Bt3=j0. 59。在直流 系統1饋入節點處安裝STATC0M，其額定容量為0. 4 ;在直流系統2饋入節點處安裝SVC，其 額定容量為0.2。
[0041] 在電力系統潮流計算平臺上搭建上述多直流饋入受端電網的模型，其中所有直流 輸電系統采取整流側定直流電流，逆變側定焰弧角控制方式，直流電流大小與焰弧角大小 取額定值。將該電力系統中所有動態無功補償裝置接入該電力系統，并按照額定容量出力。 在上述條件下進行潮流計算，記錄各個直流輸電系統饋入節點的交流電壓大小的標么值。 陽0創在本實施例中，計算得直流系統1饋入節點處交流電壓大小標么值為Ui= 1. 155 ; 直流系統2饋入節點處交流電壓大小標么值為Uz= 1. 095。
[0043]B、建立受端交流電網的節點導納矩陣。在本實施例中，受端交流電網節點導納矩 陣為： f-巧.91 /2 >
[0044] F= . " ^ V， /- -/5.62)
[0045] C、計算節點阻抗矩陣。對上述節點導納矩陣求逆，得到節點阻抗矩陣： //0313/(in1、 陽〇46]方=JO.川./0.218;
[0047] D、計算待考察直流輸電系統饋入節點處的電壓支撐能力評價指標。假設節點X處 有直流輸電系統饋入，令其為待考察的節點，定義該點處電壓支撐能力指標為：
(3 )
[0048] W例該指標稱為擴展有效短路比。式中，1為該點的交流電壓大小標么值（已在Sl中 計算得到），Nd。為所有直流輸電系統饋入節點的集合，X，kGNde，Pd。。。!^為節點k處直流輸電 系統額定有功功率的標么值，綜為節點阻抗矩陣第X行第k列元素巧（為一純虛數）順時針 旋轉90°所得實數。
[0050] 在本實施例中：
[0053] E、對待考察節點處的電壓支撐能力進行評價。所述評價闊值為：[0054]
[0051]
[0052] '強，必怎化疋>2.5 < 中，若2.5>邸50、>1'5 弱，若怎做鄭，<1.5
[0055] 在本實施例中，直流系統1饋入節點處電壓支撐能力為中，直流系統2饋入節點處 電壓支撐能力為中。
[0056] 雖然本發明W較佳實施例掲露如上，但并非用W限定本發明實施的范圍。任何本 領域的普通技術人員，在不脫離本發明的發明范圍內，當可作些許的改進，即凡是依照本發 明所做的同等改進，應為本發明的范圍所涵蓋。
【主權項】
1. 一種基于潮流的多直流饋入受端電網電壓支撐能力評價方法，其包括如下步驟： A、 對多直流饋入受端電網進行潮流計算； B、 建立受端交流電網的節點導納矩陣Y ; C、 計算節點阻抗矩陣Z，所述節點阻抗矩陣Z為所述節點導納矩陣Y的逆矩陣； D、 計算待考察直流輸電系統饋入節點處的電壓支撐能力評價指標； E、 對待考察節點處的電壓支撐能力進行評價。2. 根據權利要求1所述的評價方法，其特征在于，步驟A具體包括如下步驟： AU在電力系統潮流計算平臺上搭建所要研究的多直流饋入受端電網的模型； A2、將該電力系統中所有動態無功補償裝置接入該電力系統，并按照額定容量出力； A3、在步驟Al和步驟A2的條件下進行潮流計算，記錄各個直流輸電系統饋入節點的交 流電壓大小的標幺值。3. 根據權利要求2所述的評價方法，其特征在于，步驟A 1中，所有直流輸電系統采取 整流側定直流電流，逆變側定熄弧角控制方式，直流電流大小與熄弧角大小取額定值。4. 根據權利要求1所述的評價方法，其特征在于，步驟B中，所述節點導納矩陣Y包括 直流輸電系統的交流濾波器以及無功補償電容器，動態無功補償裝置SVC所對應的電容； 其忽略所有輸電線路的電阻，所有物理量采用標幺值。5. 根據權利要求4所述的評價方法，其特征在于，所述節點導納矩陣Y為：其中，Y11是交流電網第i個節點的自導納，Yu是交流電網第i、j個節點之間的互導納， n為交流電網的節點總數，1彡i < j彡n。6. 根據權利要求5所述的評價方法，其特征在于，步驟C中，所述節點阻抗矩陣Z為：其中，Z11是交流電網第i個節點的自阻抗，Zu是交流電網第i、j個節點之間的互阻抗。7. 根據權利要求1所述的評價方法，其特征在于，步驟D中，假設節點X處有直流輸電 系統饋入，令其為待考察的節點，定義該點處電壓支撐能力指標為：其中，Ux為該點的交流電壓大小標幺值； Nd。為所有直流輸電系統饋入節點的集合，x，k G N d。； Pd^k為節點k處直流輸電系統額定有功功率的標幺值； g為節點阻抗矩陣第X行第k列元素茗順時針旋轉90°所得實數。8.根據權利要求7所述的評價方法，其特征在于，步驟E中的評價閾值為：
【專利摘要】本發明提供了一種基于潮流的多直流饋入受端電網電壓支撐能力評價方法，其包括如下步驟：A、對多直流饋入受端電網進行潮流計算；B、建立受端交流電網的節點導納矩陣Y；C、計算節點阻抗矩陣Z，所述節點阻抗矩陣Z為所述節點導納矩陣Y的逆矩陣；D、計算待考察直流輸電系統饋入節點處的電壓支撐能力評價指標；E、對待考察節點處的電壓支撐能力進行評價。本發明解決了目前尚無適用于一般多直流饋入受端電網的電壓支撐能力評價方法的問題。
【IPC分類】H02J3/38, H02J3/00
【公開號】CN105140911
【申請號】CN201510488850
【發明人】周保榮, 雷晟, 管霖, 洪潮, 程蘭芳, 姚文峰, 張東輝, 黃東啟
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 華南理工大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月11日