CN104836249B - 一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，包括以下步骤：1)收集原始数据，包括负荷地区的经济水平、地理环境、电力负荷特性和负荷预测数据；2)确定柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案备选方案；3)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统投资费用；4)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统运行费用，并转化为投建时刻的等效金额；5)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统可靠性费用，并转化为投建时刻的等效金额；6)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的综合费用；7)选择综合费用最低的备选方案。本发明充分考虑建设费用，运行费用和可靠性费用，可广泛应用于海上柔性直流输电系统设计中。

Description

一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电系统的计算方法，特别是关于一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等全控器件组成电压源换流器(VSC)，采用脉冲宽度调制(PWM)技术将直流电压逆变为幅值和相位均可控的交流电压，具有很多的优点。目前，采用柔性直流输电技术实现跨海域电网互联，已成为世界各国海底电缆输电工程建设的主流。

海上柔性直流输电系统的电压等级与输电容量设计是一项非常重要且细致的工作，通常需要根据负荷情况和输电距离，结合实地情况，提出各种可行的候选方案，计算各候选方案的工程造价，通过计算结果的比较，选择出最合理的电压等级和输电容量。在以往的海上柔性直流输电系统的电压等级和输电容量计算方法中，一般以建设费用为主要标准，以年运行费用作为辅助标准，对电压等级和输电容量进行设计。但是采用这种方法时，无法充分考虑运行费用对电压等级和输电容量的影响。而且，海上钻井平台上的负荷对于供电可靠性的要求较高，但上述柔性直流输电方案的计算方法中，一般将可靠性因素作为约束条件进行考虑，这种方法难以体现可靠性因素对直流系统建设的经济性影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种充分考虑建设费用，运行费用和可靠性费用三方面影响的海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，以降低海上柔性直流输电系统的工程造价和运行成本。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，包括以下步骤：

1)收集原始数据，包括负荷地区的经济水平、地理环境、电力负荷特性和负荷预测数据；根据收集到的负荷预测数据，选择负荷最小年的正常负荷预测值作为正常负荷量P_nor，选择负荷最大年的最大负荷预测值作为最大负荷量P_max；根据负荷地区的地理环境和电力负荷特性，确定柔性直流输电系统的输电距离L；根据负荷地区的经济水平，确定该地区的年经济生产总量GDP；根据电力负荷特性，确定该地区的年用电量E；

2)确定柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案，由N种电压等级和M种输电容量共组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案；

3)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的投资费用B；

4)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的运行费用，并将运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O；

5)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的可靠性费用，并将可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R；

6)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的综合费用C，计算公式如下：

C＝B+O+R；

7)选择综合费用C最低的备选方案作为柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案。

所述步骤2)中，确定N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案包括以下步骤：

(1)根据最大负荷量P_max和柔性直流输电系统的输电距离L，计算正极电压V的可行范围，计算公式如下：

在正极电压可行范围内，选择N种电压等级作为可供选择的正极电压；负极电压取正极电压的相反数；

(2)根据正常负荷量P_nor和最大负荷量P_max，计算柔性直流输电系统的输电容量S的可行范围，计算公式如下：

P_nor≤S≤2P_max；

在柔性直流输电系统的输电容量可行范围内，选择M种输电容量作为可供选择的输电容量；

(3)在可供选择的N种电压等级和M种输电容量中任意选择一种电压等级和一种输电容量进行组合，再根据柔性直流输电系统的输电距离和拓扑结构得到一种电压等级与输电容量计算方案；N种电压等级和M种输电容量组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案。

所述步骤3)中每一种备选方案中柔性直流输电系统投资费用B的计算方法包括以下步骤：

(1)根据柔性直流输电系统的拓扑结构确定柔性直流输电系统中换流站个数NC和海缆条数NL；

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用C_Ci；

(3)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的换流变压器投资费用C_trani；

(4)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的基建投资费用C_bai；

(5)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的投资费用C_SCj；

(6)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的敷设费用B_SCj；

(7)计算柔性直流输电系统投资费用B，计算公式如下：

所述步骤(2)中柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用C_Ci的计算方法包括以下步骤：

①计算换流器阀体投资费用C_VSCi；

②计算第i个换流站中直流电抗器的投资费用C_Ldci；

③计算开关柜投资费用C_SWi；

④计算第i个换流站中滤波器、无功补偿装置、线路、接地和二次设备的投资费用C_OTHERi；

⑤计算第i个换流站的设备投资费用C_Ci，计算公式如下：

C_Ci＝C_VSCi+C_Ldci+C_SWi+C_OTHERi。

所述步骤①中，换流器阀体投资费用C_VSCi的计算公式如下：

C_VSCi＝6×(C_bne+N_SM×C_sme)；

式中，C_bnei为第i个换流站中桥臂串联电抗器的单价，N_SMi为第i个换流站中桥臂串联的电力电子器件数，C_smei为电力电子器件的单价。

所述步骤③中，开关柜投资费用C_SWi的计算包括以下步骤：

A.通过柔性直流输电系统的电压等级、输电容量和拓扑结构确定单个开关柜的额定电压与额定电流，得到开关柜单价；

B.通过柔性直流输电系统的拓扑结构确定第i个换流站交流侧的出线数，计算第i个换流站中需要的开关柜数量；

C.将开关柜数量与开关柜单价相乘，得到第i个换流站中的开关柜投资费用C_SWi。

所述步骤(5)中，柔性直流输电系统中第j条海缆投资费用C_SCj的计算公式如下：

C_SCj＝C_Lcablej(V_cablej，I_cablej)×L_cablej；

式中，C_Lcablej(V_cablej，I_cablej)为第j条海缆单位长度造价，由第j条海缆的额定电压V_cablej和额定电流I_cablej确定；L_cablej为第j条海缆的长度。

所述步骤(6)中，柔性直流输电系统中第j条海缆敷设费用B_SCj的计算公式如下：

B_SCj＝B_Lcablej(V_cablej)×L_cablej；

式中，B_Lcablej(V_cablej)为第j条海缆单位长度敷设费用，由第j条海缆的额定电压V_cablej确定；L_cablej为第j条海缆的长度。

所述步骤4)中每一种备选方案中柔性直流输电系统运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O的计算方法包括以下步骤：

(1)计算柔性直流输电系统正常负荷年用电费用N_o，计算公式如下：

N_o＝P_max×T_max×p；

式中，T_max为年最大负荷利用小时数，p为电价；

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年损耗费用L_1i，计算公式如下：

L_1i＝ε×P_c×h×p；

式中，ε为换流器自身的损耗率,P_C为换流器容量,h为换流器的年运行时间；

(3)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年均维修费用M_i，计算公式如下：

M_i＝ω×(C_ci+C_trani)/n；

式中，ω为换流站维修费用与投资费用比例；n为柔性直流输电系统运行年限；C_Ci为柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用；C_trani为柔性直流输电系统中第i个换流站的换流变压器投资费用；

(4)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的年损耗费用L_2j，计算公式如下：

L_2j＝I_cablej ²r_djL_cablejph_cablej；

式中，I_cablej为第j条海缆的额定电流,L_cablej为第j条海缆的长度，r_dj为海缆单位长度电阻，h_cablej为海缆运行时间；

(5)计算柔性直流输电系统的运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O，计算公式如下：

其中，K_AI为等年值和现值的转换系数。

所述步骤5)中每一种备选方案中柔性直流输电系统可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R的计算公式如下：

式中，m为正整数；N_F为柔性直流输电系统故障类型总数；PL_m为发生第m种柔性直流输电系统故障而导致的停运负荷量；TS_m为发生第m种柔性直流输电系统故障的年平均小时数；K_AI为等年值和现值的转换系数。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明由于将柔性直流输电系统的运行费用和可靠性费用通过等年值和现值的转换系数转化为柔性直流输电系统当前投建时刻的等效金额，综合考虑了柔性直流输电系统的建设费用，运行费用和可靠性费用三方面影响，进而可以有效地选择出综合费用最低的海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案，降低海上柔性直流输电系统的工程造价和运行成本。综上所述，本发明可广泛应用于海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量的设计领域中。

附图说明

图1是本发明的流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，包括以下步骤：

1)收集原始数据，包括负荷地区的经济水平、地理环境、电力负荷特性和负荷预测等数据。根据收集到的负荷预测数据，选择负荷最小年的正常负荷预测值作为正常负荷量P_nor，选择负荷最大年的最大负荷预测值作为最大负荷量P_max。根据负荷地区的地理环境和电力负荷特性，确定柔性直流输电系统的输电距离L。根据负荷地区的经济水平，确定该地区的年经济生产总量GDP。根据电力负荷特性，确定该地区的年用电量E。

2)确定柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案，包括以下步骤：

(1)根据最大负荷量P_max和柔性直流输电系统的输电距离L，计算正极电压V的可行范围，计算公式如下：

根据海缆厂商可提供海缆的电压等级，在式(1)所确定的正极电压可行范围内，选择N种电压等级，分别记作V₁,V₂,…,V_N，作为可供选择的正极电压。

负极电压取正极电压的相反数，因此，可供选择的负极电压分别为-V₁,-V₂,…,-V_N。

(2)根据正常负荷量P_nor和最大负荷量P_max，计算柔性直流输电系统的输电容量S的可行范围，计算公式如下：

P_nor≤S≤2P_max (2)

在式(2)所确定的柔性直流输电系统的输电容量可行范围内，选择M种输电容量，分别记作S₁,S₂,…,S_M，作为可供选择的输电容量。

(3)根据可供选择的N种电压等级(±V₁,±V₂,…,±V_N)和M种输电容量(S₁,S₂,…,S_M)，任意选择一种电压等级和一种输电容量进行组合，再根据给定的柔性直流输电系统的输电距离和拓扑结构得到一种电压等级与输电容量设计方案，记为F_k。N种电压等级和M种输电容量共可以组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案。

3)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的投资费用B，包括以下步骤：

(1)根据柔性直流输电系统的拓扑结构确定柔性直流输电系统中换流站个数NC和海缆条数NL。

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用C_Ci，第i个换流站的设备投资费用C_Ci包括换流器阀体投资费用C_VSCi，直流电抗器投资费用C_Ldci，开关柜投资费用C_SWi和其他设备投资费用C_OTHERi四部分。具体计算方法包括以下步骤：

①计算换流器阀体投资费用C_VSCi：根据柔性直流输电系统的电压等级、输电容量和拓扑结构，确定第i个换流站中桥臂串联电抗器的单价C_bnei、桥臂串联的电力电子器件数N_SMi和电力电子器件的单价C_smei，换流器阀体投资费用C_VSCi的计算公式如下：

C_VSCi＝6×(C_bne+N_SM×C_sme) (3)

②确定直流电抗器投资费用C_Ldci：通过柔性直流输电系统的电压等级、输电容量和拓扑结构确定第i个换流站中直流电抗器的额定电压和电抗值，进而确定直流电抗器的投资费用C_Ldci。

③计算开关柜投资费用C_SWi，包括以下步骤：

A.通过柔性直流输电系统的电压等级、输电容量和拓扑结构确定单个开关柜的额定电压与额定电流，得到开关柜的单价。

B.通过柔性直流输电系统的拓扑结构确定第i个换流站交流侧的出线数，计算第i个换流站中需要的开关柜数量。

C.将开关柜数量与单价相乘，得到第i个换流站中的开关柜投资费用C_SWi。

④确定其他设备投资费用C_OTHERi：根据柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案，确定第i个换流站中的其他设备，如包括第i个换流站中的滤波器、无功补偿装置、线路、接地、二次设备等，进而确定第i个换流站中其他设备投资费用C_OTHERi。

⑤计算第i个换流站的设备投资费用C_Ci，计算公式如下：

C_Ci＝C_VSCi+C_Ldci+C_SWi+C_OTHERi (4)

(3)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的换流变压器投资费用C_trani：根据换流变压器的网侧电压、阀侧电压和额定容量确定第i个换流站中换流变压器投资费用C_trani，其中，网侧电压由交流系统的电压等级确定，阀侧电压由直流系统的电压等级确定，额定容量由柔性直流输电系统的输电容量确定。

(4)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的基建投资费用C_bai：第i个换流站的基建投资费用C_bai主要包括征地费用和工程施工费用，其中，征地费用由第i个换流站占地面积和第i个换流站在建地区的地理位置确定，工程施工费用指工程施工过程中发生的费用，包括人工费、材料费、机械使用费以及其他直接费用和间接费用。

(5)确定柔性直流输电系统中第j条海缆的投资费用C_SCj，包括以下步骤：

①根据柔性直流输电系统的输电距离L确定第j条海缆的长度L_cablej；

②根据柔性直流输电系统的电压等级和输电容量确定第j条海缆的额定电压V_cablej和额定电流I_cablej，进而确定第j条海缆单位长度造价C_Lcablej；

③计算第j条海缆的投资费用C_SCj，计算公式如下：

C_SCj＝C_Lcablej(V_cablej，I_cablej)×L_cablej (5)

(6)确定柔性直流输电系统中第j条海缆的敷设费用B_SCj，包括以下步骤：

①根据柔性直流输电系统的输电距离L确定第j条海缆的长度L_cablej；

②根据柔性直流输电系统的电压等级和输电容量确定第j条海缆的额定电压V_cablej，进而确定第j条海缆单位长度敷设费用B_Lcablej；

③计算第j条海缆的敷设费用B_SCj，计算公式如下：

B_SCj＝B_Lcablej(V_cablej)×L_cablej (6)

(7)柔性直流输电系统投资费用B的计算公式如下：

4)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的运行费用，并将运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O，包括以下步骤：

(1)计算柔性直流输电系统正常负荷年用电费用N_o，计算公式如下：

N_o＝P_max×T_max×p (8)

式中，T_max为年最大负荷利用小时数，p为电价。

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年损耗费用L_1i，柔性直流输电系统中的换流站损耗主要为换流器的损耗，换流器的损耗大小与换流器自身的损耗率ε成正比，此外，第i个换流站的年损耗费用L_Ii还与换流器的年运行时间h、实时电价p和换流器容量P_C成正比，计算公式如下：

L_1i＝ε×P_c×h×p (9)

(3)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年均维修费用M_i，换流站的维修费用和换流站的设备投资费用基本成线性关系，换流站的维修费用是投资费用的ω倍，计算公式如下：

M_i＝ω×(C_ci+C_trani)/n (10)

式中，n为柔性直流输电系统运行年限。

(4)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的年损耗费用L_2j，海缆的损耗主要是海缆的铜芯损耗，第j条海缆的年损耗费用L_2j的计算公式如下：

L_2j＝I_cablej ²r_djL_cablejph_cablej (11)

式中，r_dj为海缆单位长度电阻，h_cablej为海缆运行时间。

(5)计算柔性直流输电系统的运行费用，并将运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O的计算公式如下：

式中，K_AI为等年值和现值的转换系数，柔性直流输电系统的运行费用按年等额支付资金，即为等年值，将柔性直流输电系统每一年要产生的运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额，即将等年值换算为现值。等年值和现值的转换系数K_AI由以下公式计算得出：

其中，a为利息率。

5)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的可靠性费用，并将可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R。可靠性费用主要是由于柔性直流输电系统故障导致停电带来的经济损失，柔性直流输电系统的可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R的计算公式如下：

式中，m为正整数，N_F为柔性直流输电系统故障类型总数；PL_m为发生第m种柔性直流输电系统故障而导致的停运负荷量，由负荷地区的电力负荷特性、柔性直流输电系统的输电容量和柔性直流输电系统的拓扑结构确定；TS_m为发生第m种柔性直流输电系统故障的年平均小时数，由柔性直流输电系统的拓扑结构和柔性直流输电系统发生故障的历史信息确定。

K_AI为等年值和现值的转换系数，将柔性直流输电系统每一年要产生的可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额。

6)计算步骤2)中确定的N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的每一种备选方案中柔性直流输电系统的综合费用C，计算公式如下：

C＝B+O+R (15)

7)选择综合费用C最低的备选方案作为柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，包括以下步骤：

1)收集原始数据，包括负荷地区的经济水平、地理环境、电力负荷特性和负荷预测数据；根据收集到的负荷预测数据，选择负荷最小年的正常负荷预测值作为正常负荷量P_nor，选择负荷最大年的最大负荷预测值作为最大负荷量P_max；根据负荷地区的地理环境和电力负荷特性，确定柔性直流输电系统的输电距离L；根据负荷地区的经济水平，确定该地区的年经济生产总量GDP；根据电力负荷特性，确定该地区的年用电量E；

2)确定柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案，由N种电压等级和M种输电容量共组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案，其步骤如下：

(1)根据最大负荷量P_max和柔性直流输电系统的输电距离L，计算正极电压V的可行范围，计算公式如下：

$\sqrt{\frac{0.25\×P_{\max }\×L}{3.398\×{10}^{-3}\×L+1.4083\×{10}^{-3}\×P_{\max }}}\≤V\≤\sqrt{\frac{4\×P_{\max }\×L}{3.398\×{10}^{-3}\×L+1.4083\×{10}^{-3}\×P_{\max }}};$

在正极电压可行范围内，选择N种电压等级作为可供选择的正极电压；负极电压取正极电压的相反数；

(2)根据正常负荷量P_nor和最大负荷量P_max，计算柔性直流输电系统的输电容量S的可行范围，计算公式如下：

P_nor≤S≤2P_max；

在柔性直流输电系统的输电容量可行范围内，选择M种输电容量作为可供选择的输电容量；

(3)在可供选择的N种电压等级和M种输电容量中任意选择一种电压等级和一种输电容量进行组合，再根据柔性直流输电系统的输电距离和拓扑结构得到一种电压等级与输电容量计算方案；N种电压等级和M种输电容量组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案；

3)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的投资费用B；

4)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的运行费用，并将运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O；

5)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的可靠性费用，并将可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R；

6)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的综合费用C，计算公式如下：

C＝B+O+R；

7)选择综合费用C最低的备选方案作为柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案。

2.如权利要求1所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤3)中每一种备选方案中柔性直流输电系统投资费用B的计算方法包括以下步骤：

(1)根据柔性直流输电系统的拓扑结构确定柔性直流输电系统中换流站个数NC和海缆条数NL；

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用C_Ci；

(3)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的换流变压器投资费用C_trani；

(4)确定柔性直流输电系统中第i个换流站的基建投资费用C_bai；

(5)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的投资费用C_SCj；

(6)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的敷设费用B_SCj；

(7)计算柔性直流输电系统投资费用B，计算公式如下：

$B=\underset{i=1}{\overset{NC}{\Σ}}(C_{Ci}+C_{trani}+C_{bai})+\underset{j=1}{\overset{NL}{\Σ}}(C_{SCj}+B_{SCj}).$

3.如权利要求2所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤(2)中柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用C_Ci的计算方法包括以下步骤：

①计算换流器阀体投资费用C_VSCi；

②计算第i个换流站中直流电抗器的投资费用C_Ldci；

③计算开关柜投资费用C_SWi；

④计算第i个换流站中滤波器、无功补偿装置、线路、接地和二次设备的投资费用C_OTHERi；

⑤计算第i个换流站的设备投资费用C_Ci，计算公式如下：

C_Ci＝C_VSCi+C_Ldci+C_SWi+C_OTHERi。

4.如权利要求3所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤①中，换流器阀体投资费用C_VSCi的计算公式如下：

C_VSCi＝6×(C_bnei+N_SMi×C_smei)；

式中，C_bnei为第i个换流站中桥臂串联电抗器的单价，N_SMi为第i个换流站中桥臂串联的电力电子器件数，C_smei为电力电子器件的单价。

5.如权利要求3所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤③中，开关柜投资费用C_SWi的计算包括以下步骤：

A.通过柔性直流输电系统的电压等级、输电容量和拓扑结构确定单个开关柜的额定电压与额定电流，得到开关柜单价；

B.通过柔性直流输电系统的拓扑结构确定第i个换流站交流侧的出线数，计算第i个换流站中需要的开关柜数量；

C.将开关柜数量与开关柜单价相乘，得到第i个换流站中的开关柜投资费用C_SWi。

6.如权利要求2所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤(5)中，柔性直流输电系统中第j条海缆投资费用C_SCj的计算公式如下：

C_SCj＝C_Lcablej(V_cablej，I_cablej)×L_cablej；

式中，C_Lcablej(V_cablej，I_cablej)为第j条海缆单位长度造价，由第j条海缆的额定电压V_cablej和额定电流I_cablej确定；L_cablej为第j条海缆的长度。

7.如权利要求2所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤(6)中，柔性直流输电系统中第j条海缆敷设费用B_SCj的计算公式如下：

B_SCj＝B_Lcablej(V_cablej)×L_cablej；

式中，B_Lcablej(V_cablej)为第j条海缆单位长度敷设费用，由第j条海缆的额定电压V_cablej确定；L_cablej为第j条海缆的长度。

8.如权利要求1所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤4)中每一种备选方案中柔性直流输电系统运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O的计算方法包括以下步骤：

(1)计算柔性直流输电系统正常负荷年用电费用N_o，计算公式如下：

N_o＝P_max×T_max×p；

式中，T_max为年最大负荷利用小时数，p为电价；

(2)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年损耗费用L_1i，计算公式如下：

L_1i＝ε×P_c×h×p；

式中，ε为换流器自身的损耗率,P_C为换流器容量,h为换流器的年运行时间；

(3)计算柔性直流输电系统中第i个换流站的年均维修费用M_i，计算公式如下：

M_i＝ω×(C_ci+C_trani)/n；

式中，ω为换流站维修费用与投资费用比例；n为柔性直流输电系统运行年限；C_Ci为柔性直流输电系统中第i个换流站的设备投资费用；C_trani为柔性直流输电系统中第i个换流站的换流变压器投资费用；

(4)计算柔性直流输电系统中第j条海缆的年损耗费用L_2j，计算公式如下：

L_2j＝I_cablej ²r_djL_cablejph_cablej；

式中，I_cablej为第j条海缆的额定电流,L_cablej为第j条海缆的长度，r_dj为海缆单位长度电阻，h_cablej为海缆运行时间；

(5)计算柔性直流输电系统的运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O，计算公式如下：

$O=\[N_o+\underset{i=1}{\overset{NC}{\Σ}}(L_{1i}+M_i)+\underset{j=1}{\overset{NL}{\Σ}}{L}_{2j}\]\×K_{AI};$

其中，K_AI为等年值和现值的转换系数；NC为柔性直流输电系统中换流站个数；NL为海缆条数。

9.如权利要求1所述的一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，其特征在于：所述步骤5)中每一种备选方案中柔性直流输电系统可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R的计算公式如下：

$R=\frac{GDP}{E}\×\underset{m=1}{\overset{N_F}{\Σ}}({\mathrm{PL}}_m\×{\mathrm{TS}}_m)\×K_{AI};$

式中，m为正整数；N_F为柔性直流输电系统故障类型总数；PL_m为发生第m种柔性直流输电系统故障而导致的停运负荷量；TS_m为发生第m种柔性直流输电系统故障的年平均小时数；K_AI为等年值和现值的转换系数。