CN107276110A - 一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于输配电技术领域，尤其涉及一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法。首先根据多馈入直流系统的网络拓扑结构，选取其中的一条LCC‑HVDC子系统作为等值子系统；其次，定义与LCC‑HVDC子系统运行状况相关的运行阻抗，并基于运行阻抗的定义求取各LCC‑HVDC子系统的运行阻抗；在此基础之上，根据求解得到的运行阻抗和多馈入直流系统网络拓扑结构列写多馈入直流系统节点网络方程；根据节点网络方程求解LCC‑HVDC等值子系统交流母线处的等值阻抗Zeq；最后，根据等值阻抗Zeq可计算得到多馈入直流受端交流系统的等值有效短路比SCRLCC。通过本发明所提出的计算方法，可有效评估多馈入直流受端交流系统的强度，为改善多馈入直流系统运行特性作出理论指导。

Description

一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法
技术领域
本发明属于输配电技术领域，尤其涉及一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法。
背景技术
随着社会经济的发展，电力需求的不断增加，电力电子技术的发展给电能的传输提供了新的选择。高压直流输电系统(High Voltage Direct Current Transmission,简称HVDC)经过数十年的发展已走向成熟，主要应用于远距离大电容输电，交流系统非同步联网，轻型直流输电，太阳能、风能、光伏等新能源输电。目前投入使用的换流器有两种，一种是电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC),另一种是电网换相换流器(LineCommutated Converter,LCC),电网换相换流器高压直流输电(line commutatedconverter based high voltage direct current，LCC-HVDC)是目前应用最广泛的高压直流输电系统形式，常用于大容量远距离传输电能，连接两个非同步的交流网络，基于电网换相换流器型高压直流输电凭借其在远距离、大容量、跨区域输电上的优势已被广泛应用，逐渐形成了多回直流落点于同一受端交流电网的工况。然而，由多回电气距离较近的直流线路和交流受端电网一起构成的多馈入直流系统随着直流输电容量的增加，其受端交流系统强度变弱。如何准确衡量交流电网强度，对保证多馈入系统能很好地运行至关重要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，包括以下步骤：
步骤一：根据多馈入直流系统的网络拓扑结构，在多馈入直流系统中选取一条LCC-HVDC子系统作为等值子系统；
步骤二：求解多馈入直流系统中的各LCC-HVDC子系统的运行阻抗ZLCCi；
步骤三：将多馈入直流系统中除LCC-HVDC等值子系统以外的LCC-HVDC子系统用运行阻抗ZLCCi替换，列写多馈入直流系统节点电压方程；
步骤四：根据步骤三列写的节点电压方程，求取LCC-HVDC等值子系统交流母线处的等值阻抗Zeq；
步骤五：计算多馈入直流输电受端交流系统的等值有效短路比SCRLCC。
所述多馈入直流系统中的各LCC-HVDC子系统的运行阻抗ZLCCi为：
式中，ΔId为LCC-HVDC等值子系统的直流电流变化量；ΔULCCi为第i条LCC-HVDC子系统母线电压相量变化量；ΔILCCi为第i条LCC-HVDC子系统交流电流相量变化量；ε为最大允许直流电流波动量。
所述多馈入直流系统节点电压方程为：
式中，I1、…In为多馈入直流系统节点注入电流，U1、…Un为多馈入直流系统节点母线电压，Y11、…Ynn为节点导纳矩阵元素。
所述等值阻抗Zeq为：
式中，U1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点电压，I1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点注入电流，I2为LCC-HVDC其余子系统交流母线2处的节点注入电流，In为LCC-HVDC其余子系统交流母线n处的节点注入电流。
所述等值有效短路比SCRLCC为：
式中，Zeq为等值阻抗。
本发明的有益效果在于：
本发明通过计算多馈入直流运行阻抗，并根据多馈入直流系统节点电压方程计算得到多馈入直流系统的等值阻抗，进而得到一种可有效评估多馈入直流系统受端交流系统的强度的等值有效短路比指标，能够反映多馈入交直流系统的直流间相互作用及电网对换流母线的无功电压支撑能力的大小，对交直流系统的电压稳定性具有一定程度的表征作用，为改善多馈入直流系统运行特性及直流线路的规划和运行作出理论指导。
附图说明
附图1为多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法流程图；
附图2为多馈入直流系统电路结构图；
附图3为多馈入直流系统等值阻抗示意图；
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
附图1为多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法流程图，如图1所示的具体计算步骤如下：
步骤一：根据附图2所示的多馈入直流系统电路结构图，在多馈入直流系统中选取一条LCC-HVDC子系统作为等值子系统，并标记序号1，并将相应的交流母线电压标记为U1，剩余的LCC-HVDC子系统标和交流母线电压标记序号2、3、4…依次类推；
步骤二：根据LCC-HVDC子系统交流母线处的电压偏差△U和电流偏差△I定义运行阻抗，并根据运行阻抗的定义求解多馈入直流系统中的各LCC-HVDC子系统的运行阻抗，其中运行阻抗定义为：
式中，ΔId为LCC-HVDC等值子系统的直流电流变化量；ΔULCCi为第i条LCC-HVDC子系统母线电压相量变化量；ΔILCCi为第i条LCC-HVDC子系统交流电流相量变化量；ε为最大允许直流电流波动量，一般可取1％。
步骤三：将多馈入直流系统中LCC-HVDC等值子系统以外的LCC-HVDC子系统用等值阻抗ZLCCi替换，如图3所示，并根据附图3所示的多馈入直流系统等值阻抗示意图以及基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律列写多馈入直流系统的节点电压方程:
式中，I1、…In为多馈入直流系统节点注入电流，U1、…Un为多馈入直流系统节点母线电压，Y11、…Ynn为节点导纳矩阵元素。
步骤四：根据步骤三计算得到的节点电压方程，令LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点注入电流I1＝1，其余节点注入电流I2＝…In＝0，通过化简节点导纳矩阵可求取LCC-HVDC等值子系统交流母线处的等值阻抗Zeq：
式中，U1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点电压，I1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点注入电流，I2为LCC-HVDC其余子系统交流母线2处的节点注入电流，In为LCC-HVDC其余子系统交流母线n处的节点注入电流。
步骤五：根据步骤四计算得到的等值阻抗Zeq，并结合传统直流输电系统短路比的定义，计算多馈入直流输电受端交流系统的等值有效短路比SCRLCC:
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据多馈入直流系统的网络拓扑结构，在多馈入直流系统中选取一条LCC-HVDC子系统作为等值子系统；
步骤二：求解多馈入直流系统中的各LCC-HVDC子系统的运行阻抗ZLCCi；
步骤三：将多馈入直流系统中除LCC-HVDC等值子系统以外的LCC-HVDC子系统用运行阻抗ZLCCi替换，列写多馈入直流系统节点电压方程；
步骤四：根据步骤三列写的多馈入直流系统节点电压方程，求取LCC-HVDC等值子系统交流母线处的等值阻抗Zeq；
步骤五：计算多馈入直流输电受端交流系统的等值有效短路比SCRLCC。
2.根据权利要求1所述一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，其特征在于，所述多馈入直流系统中的各LCC-HVDC子系统的运行阻抗ZLCCi为：
<mrow> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>C</mi> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;U</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>C</mi> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;I</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>C</mi> <mi>C</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>|</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;I</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>&lt;</mo> <mi>&amp;epsiv;</mi> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> </mrow>
式中，ΔId为LCC-HVDC等值子系统的直流电流变化量；ΔULCCi为第i条LCC-HVDC子系统母线电压相量变化量；ΔILCCi为第i条LCC-HVDC子系统交流电流相量变化量；ε为最大允许直流电流波动量。
3.根据权利要求1所述一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，其特征在于，所述多馈入直流系统节点电压方程为：
式中，I1、…In为多馈入直流系统节点注入电流，U1、…Un为多馈入直流系统节点母线电压，Y11、…Ynn为节点导纳矩阵元素。
4.根据权利要求1所述一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，其特征在于，所述等值阻抗Zeq为：
<mrow> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>U</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mo>|</mo> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mo>...</mo> <msub> <mi>I</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> </mrow>
式中，U1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点电压，I1为LCC-HVDC等值子系统交流母线1处的节点注入电流，I2为LCC-HVDC其余子系统交流母线2处的节点注入电流，In为LCC-HVDC其余子系统交流母线n处的节点注入电流。
5.根据权利要求1所述一种多馈入直流输电受端交流系统等效评估方法，其特征在于，所述等值有效短路比SCRLCC为：
<mrow> <msub> <mi>SCR</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>C</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msub> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> </mrow>
式中，Zeq为等值阻抗。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107609802A (zh) * 2017-10-23 2018-01-19 武汉大学 一种含多馈入直流的交直流混联电力系统功率/电压稳定裕度评估方法
CN109103916A (zh) * 2018-09-20 2018-12-28 清华大学 一种多直流馈入系统受端电网电压支撑能力的评价方法
CN109193633A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 清华大学 一种多直流馈入系统中直流额定功率的最优配置方法
CN109217302A (zh) * 2018-10-11 2019-01-15 清华大学 一种混合多馈入系统中传统直流受端电网强度的评价方法
CN113452060A (zh) * 2021-06-09 2021-09-28 华中科技大学 Vsc-lcc级联型混合直流系统稳定运行区间的分析方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567558A (zh) * 2009-02-27 2009-10-28 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 直流输电系统换流母线电压稳定性评估的模型和评估方法
CN103746401A (zh) * 2014-01-26 2014-04-23 华北电力大学 一种提高多馈入直流输电系统抵御换相失败的能力的方法
CN103762622A (zh) * 2014-01-13 2014-04-30 华北电力大学 一种连接不同强度交流系统的整流站运行特性的分析方法
CN104333012A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 国家电网公司 一种多馈入柔性直流输电无功功率控制方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567558A (zh) * 2009-02-27 2009-10-28 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 直流输电系统换流母线电压稳定性评估的模型和评估方法
CN103762622A (zh) * 2014-01-13 2014-04-30 华北电力大学 一种连接不同强度交流系统的整流站运行特性的分析方法
CN103746401A (zh) * 2014-01-26 2014-04-23 华北电力大学 一种提高多馈入直流输电系统抵御换相失败的能力的方法
CN104333012A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 国家电网公司 一种多馈入柔性直流输电无功功率控制方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭春义等: "混合多馈入直流输电系统相互作用关系的定量评估方法", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107609802A (zh) * 2017-10-23 2018-01-19 武汉大学 一种含多馈入直流的交直流混联电力系统功率/电压稳定裕度评估方法
CN109103916A (zh) * 2018-09-20 2018-12-28 清华大学 一种多直流馈入系统受端电网电压支撑能力的评价方法
CN109193633A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 清华大学 一种多直流馈入系统中直流额定功率的最优配置方法
CN109193633B (zh) * 2018-09-28 2019-11-12 清华大学 一种多直流馈入系统中直流额定功率的最优配置方法
CN109217302A (zh) * 2018-10-11 2019-01-15 清华大学 一种混合多馈入系统中传统直流受端电网强度的评价方法
CN109217302B (zh) * 2018-10-11 2019-11-19 清华大学 一种混合多馈入系统中传统直流受端电网强度的评价方法
CN113452060A (zh) * 2021-06-09 2021-09-28 华中科技大学 Vsc-lcc级联型混合直流系统稳定运行区间的分析方法和系统
CN113452060B (zh) * 2021-06-09 2022-08-02 华中科技大学 Vsc-lcc级联型混合直流系统稳定运行区间的分析方法和系统

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