CN102723726A - 一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法，所述方法包括下述步骤：S1、根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选；S2、求取预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_eq；S3、根据多馈入短路比的计算公式：

计算出每个预选落点的多馈入短路比值，根据该多馈入短路比值选择确定直流落点；S4、根据上述步骤S3中确定的直流落点的额定直流功率P_d确定该交流受端系统中最大直流受入量。本发明提供的一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法，考虑多回直流相互影响的多馈入短路比，利于电力系统运行人员判断系统电压稳定程度。

Description

一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法。 

背景技术

多馈入交直流系统已在我国南方电网和华东电网中形成。根据规划，到2015年南方电网将有7回或更多的直流落点其中，华东电网将有8回或更多的直流落点其中，将形成世界上落点最多、结构最复杂的交直流输电系统。然而对于受端交流系统到底能够接纳多少直流，目前尚未明确的方法。传统的单馈入短路比，由于不能考虑直流间的相互作用，不能适用于多馈入交直流系统中。 

本发明基于能够考虑多回直流相互影响的多馈入短路比，提出了受端交流系统最大能接受的多馈入直流容量，结果准确，物理概念清晰，适应性强。 

发明内容

本发明提供的一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法，所述方法包括下述步骤： 

S1、根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选； 

S2、求取所述预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_eq； 

S3、根据多馈入短路比的计算公式： 计算出每个所述预选落点的多馈入短路比值，根据所述多馈入短路比值选择确定直流落点； 

其中：i为直流回路编号；MSCR_i为编号为i的直流回路的多馈入短路比；S_aci为编号为i的直流回路的母线的短路容量；P_deqi为编号为i的直流回路考虑其他直流回路影响后的等值直流功率；P_di和P_dj分别为编号为i和j的直流回路的额定直流功率；Z_eqii为编号为i的直流回路的阻抗矩阵；Z_eqij为编号为i和j的直流回路间的阻抗矩阵。 

S4、根据所述选择确定的直流落点的额定直流功率P_d确定所述交流受端系统中最大直流受入量； 

本发明的第一优选实施例中：步骤S1中，根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选的方法为：

当母线的短路容量小于等于45000MW时，选取短路容量大于22500MW的一个直流落点，当母线的短路容量大于45000MW时，选取短路容量大于45000MW电气距离较大的两 个直流落点，对直流落点进行预选。 

本发明的第二优选实施例中：步骤S2中求取预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_deq是基于多端口戴维南等值方法，求出所述直流落点节点间的导纳矩阵Y_eq，对该Y_eq求逆得到节点间的阻抗矩阵Z_eq。 

本发明的第三优选实施例中：所述步骤S3中根据所述多馈入短路比值选择确定直流落点的方法具体为： 

去掉多馈入短路比值小于3的直流落点。 

本发明的第四优选实施例中：所述步骤S4中根据所述选择确定的直流落点的额定直流功率P_d确定所述交流受端系统中最大直流受入量P_dmax的方法具体为： 

其中，i为直流回路编号，n为直流回路的总条数，P_di为编号为i的直流回路的额定直流功率。 

本发明达到的有益效果是： 

本发明提出了一种考虑多馈入短路比的确定交流受端系统最大直流受入量的方法，考虑系统网架结构，得到系统考虑多馈入短路比的交流受端系统最大直流受入量，利于电力系统运行人员判断系统电压稳定程度，本发明数学、物理概念明确，确定最大直流受入量的速度快，适应性强，还可用于电压稳定预警方面，具有广阔的应用前景。 

附图说明

图1为本发明提供的一种确定交流受端系统中最大直流受入量的实施例的方法流程图； 

图2是本发明的提供的多馈入交直流系统的简化模型。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。 

本发明提供的一种确定交流受端系统中最大直流受入量的方法，其具体步骤流程如图1所示，包括： 

S1、根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选； 

S2、求取预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_eq； 

S3、根据多馈入短路比的计算公式： 

计算出每个预选落点 的多馈入短路比值，根据该多馈入短路比值选择确定直流落点； 

其中：i为直流回路编号；MSCR_i为编号为i的直流回路的多馈入短路比；S_aci为编号为i的直流回路的母线的短路容量；P_deqi为编号为i的直流回路考虑其它直流回路影响后的等值直流功率；P_di和P_dj分别为编号为i和j的直流回路的额定直流功率；Z_eqii为编号为i的直流回路的阻抗矩阵；Z_eqij为编号为i和j的直流回路间的阻抗矩阵。 

S4、根据上述步骤S3中确定的直流落点的额定直流功率P_d确定该交流受端系统中最大直流受入量； 

进一步地，上述步骤S1中，根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选的方法为：

当母线的短路容量小于等于45000MW时，选取短路容量大于22500MW的一个直流落点，当母线的短路容量大于45000MW时，选取短路容量大于45000MW的两个直流落点，并尽可能保证选择的两个落点间的电气距离较大。 

进一步地，上述步骤S2中求取预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_deq是基于多端口戴维南等值方法，具体的，将交流受端系统的系统简化如图2所示，求出节点间的导纳矩阵Y_eq，对该Y_eq求逆即得到节点间的阻抗矩阵Z_eq。 

进一步地，上述步骤S3中根据多馈入短路比值选择确定直流落点的方法具体为：去掉多馈入短路比值小于3的直流落点。 

进一步的，根据确定的直流落点的额定直流功率P_d确定该交流受端系统中最大直流受入量P_dmax的方法具体为： 

其中，i为直流回路编号，n为直流回路的总条数，P_di为编号为i的直流回路的额定直流功率，即交流受端系统中最大直流受入量P_dmax为确定的各个直流落点的额定直流功率P_d的和。 

下面根据具体的实施例对本发明提供的确定交流受端系统中最大直流受入量的方法做进一步讲述。 

在某电网2010数据基础上（已有直流落点YH、GN、LZ），扫描系统短路容量；选取各区域短路容量22500MW(单馈入短路比为3，)以上的可能的特高压直流落点，若短路容量在45000MW以上，可考虑2个直流落点，同时兼顾落点的电气距离。如下表表1为5个不同地区SH、FJ、JS、ZJ和AH的特高压直流落点的选取结果，选取的8个具体落点FX、YX、FZ、SP、LW、QS、WD和JT。 

表1特高压直流落点选取结果 

地区	SH	FJ	JS	ZJ	AH
						预选特高压落点数	2	1	2	2	1
具体落点	FX，YX	FZ	SP，LW	QS，WD	JT
						短路容量	46159，54787	30901	61701,50159	41627，53763	31688

求取直流落点间戴维南等值阻抗Z_eq如下表2所示，表2给出的是表1中的8个具体落点和已有的直流YH、GN、LZ一共11个直流落点间的戴维南等值阻抗值。 

表2直流落点间戴维南等值阻抗计算结果 

	JT	FX	GN	LZ	YH	FZ	QS	WD	SP	LW	YX
												JT	0.0053	1063	1649	0.0403	11.7	0.692	0.0181	0.0258	0.1851	0.0509	3.71
FX	1063	0.0063	0.0144	221	0.0270	999	0.0094	999	0.0328	14.6	0.0052
												GN	1649	0.0144	0.0125	344	0.0423	999	2.5	999	0.0514	22.8	0.41
LZ	0.0403	221	344	0.0039	2.42	11.3	0.023	0.15	0.007	0.0243	0.15
												YH	11.7	0.0270	0.0423	2.42	0.0218	999	4.6	810	0.0044	0.1586	0.004
FZ	0.692	999	999	11.3	999	0.0033	0.6154	0.2013	186	207	999
												QS	0.0181	0.0094	2.5	0.023	4.6	0.6154	0.0043	0.0045	0.4296	1.41	0.058
WD	0.0258	999	999	0.15	810	0.2013	0.0045	0.0038	2.94	6.37	256
												SP	0.1851	0.0328	0.0514	0.007	0.0044	186	0.4296	2.94	0.0031	0.0448	0.0549
LW	0.0509	14.6	22.8	0.0243	0.1586	207	1.41	6.37	0.0448	0.0025	0.0499
												YX	3.71	0.0052	0.41	0.004	0.004	999	0.058	256	0.0549	0.0499	0.0037

由多馈入短路比的计算公式： ${\mathrm{MSCR}}_i=\frac{S_{\mathrm{aci}}}{P_{\mathrm{deqi}}}=\frac{S_{\mathrm{aci}}}{P_{\mathrm{di}}+\underset{j=1,j\≠1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\left|Z_{\mathrm{eqij}}\right|}{\left|z_{\mathrm{eqij}}\right|}{P}_{\mathrm{dj}}}$

计算出选取的各个直流落点的多馈入短路比，如下表3所示为11个具体落点的的多馈入短路比值。 

表3多馈入短路比计算结果 

	直流	多馈入短路比
			1	JT	3.0358
2	FX	3.4731
			3	GN	5.6488
4	LZ	5.8808
			5	YH	3.3763
6	FZ	4.0228
			7	QS	3.5301
8	WD	3.5186
			9	SP	4.6836
10	LW	5.0078
			11	YX	1.4234

多馈入短路比判断多馈入交直流系统强弱指标如下表表4所示。 

表4多馈入短路比判断多馈入交直流系统强弱的指标 

由表4给出的多馈入短路比判别标准可知，应去掉预选的直流落点中多馈入短路比小于3的直流落点，具体的，为满足所有直流落点MSCR>3，应去除YX的特高压落点，因此，该交流受端电网最大可接纳的直流容量52500MW。 

以上虽然根据附图对本发明的实例进行了详细说明，但不仅限于此具体实施方式，本领域的技术人员根据此具体技术方案进行的各种等同、变形处理，也在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种确定交流受端系统最大直流受入量的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S1、根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选；

S2、求取所述预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_eq；

S3、根据多馈入短路比的计算公式：

计算出每个所述预选落点的多馈入短路比值，根据所述多馈入短路比值选择确定直流落点；

其中：i为直流回路编号；MSCR_i为编号为i的直流回路的多馈入短路比；S_aci为编号为i的直流回路的母线的短路容量；P_deqi为编号为i的直流回路考虑其他直流回路影响后的等值直流功率；P_di和P_dj分别为编号为i和j的直流回路的额定直流功率；Z_eqii为编号为i的直流回路的阻抗矩阵；Z_eqij为编号为i和j的直流回路间的阻抗矩阵；

S4、根据所述选择确定的直流落点的额定直流功率P_d确定所述交流受端系统中最大直流受入量。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，

所述步骤S1中，根据交流受端系统各母线的短路容量S_ac对直流落点进行预选的方法为：

当母线的短路容量小于等于45000MW时，选取短路容量大于22500MW的一个直流落点，当母线的短路容量大于45000MW时，选取短路容量大于45000MW电气距离较大的两个直流落点，对直流落点进行预选。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，

所述步骤S2中求取预选的直流落点间的阻抗矩阵Z_deq是基于多端口戴维南等值方法，求出所述直流落点节点间的导纳矩阵Y_eq，对该Y_eq求逆得到节点间的阻抗矩阵Z_eq。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤S3中根据所述多馈入短路比值选择确定直流落点的方法具体为：

去掉多馈入短路比值小于3的直流落点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤S4中根据所述选择确定的直流落点的额定直流功率P_d确定所述交流受端系统中最大直流受入量P_dmax的方法具体为：

其中，i为直流回路编号，n为直流回路的总条数，P_di为编号为i的直流回路的额定直流功率。

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