CN108988352B - 一种静止同步补偿器优化配置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静止同步补偿器优化配置方法及系统，该方法包括利用继发性换相失败判断法从故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障；在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量，并与对应的静止同步补偿器的容量进行拟合处理得到拟合关系式；最后根据拟合关系式确定的约束条件和建立的优化目标函数对每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器容量进行优化配置。本发明通过以降低继发性换相失败风险为目标，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量，得到最优安装容量，而且还降低了成本。

Description

一种静止同步补偿器优化配置方法及系统

技术领域

本发明涉及静止同步补偿器优化配置技术领域，特别涉及一种以降低继发性换相失败风险为目标的静止同步补偿器优化配置方法及系统。

背景技术

在多馈入高压直流输电(Multi-Infeed High-Voltage Direct Current,，英文简称MI-HVDC)系统中，通过在换流母线安装静止同步补偿器(Static Compensator，简称STATCOM)可以起到预防继发性换相失败的作用。其中，换相失败的预防效果与STATCOM的安装位置和容量有关，又因为STATCOM的投资成本较高，且与其安装数量和容量成正比，所以对STATCOM的安装数量、位置和容量进行优化配置是十分重要的。

现有的STATCOM优化配置方案是以优化电压暂态特性为目标的，尚未有一种以降低继发性换相失败风险为目标的STATCOM优化配置方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种以降低继发性换相失败风险为目标的静止同步补偿器优化配置方法及系统，能够选取静止同步补偿器的最优安装容量，进而确定最优安装数量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种静止同步补偿器优化配置方法，所述静止同步补偿器优化配置方法包括：

确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障类型、故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型；

利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中；

在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量；

将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式；

根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件；

根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

可选的，所述利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障，具体包括：

基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，并根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；

判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值；

若是，则确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。

可选的，所述在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量，具体包括：

获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

可选的，在逆变站的换流母线上安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量的计算公式为：

其中，

表示不安装静止同步补偿器时故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量。

可选的，静止同步补偿器容量Q_k与在逆变站的换流母线上安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量的拟合关系式为：

其中，ΔCFS_fmax表示故障f的换相失败严重程度的最大下降量；Ω_s表示故障子集；

a_f,k、b_f表示系数，通过拟合得到a_f,k和b_f的值。

可选的，所述根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件，具体包括：

所述优化目标函数为：

所述约束条件：

Q_min≤Q≤Q_max；

A_f≥δ_f f∈Ω_s；

δ_f≤ΔCFS_fmax f∈Ω_s；

ΔCFR^S＞C；

其中，中，Q＝[Q₁,...,Q_k,...,Q_m]，Q_k表示安装于逆变站k的换流母线上的静止同步补偿器的容量，k＝1,...,m；Q的上下限分别为Q_max和Q_min；Ω_s表示会引起继发性换相失败故障的集合；ΔCFS_f表示安装容量为Q的静止同步补偿器后故障f对应的继发性换相失败严重程度的下降量，ΔCFS_f是关于Q_k(k＝1,...,m)的函数；f_f表示故障f的故障率，ΔCFR^S表示继发性换相失败风险的下降值，C表示ΔCFR^S的下限。

本发明还提供了一种静止同步补偿器优化配置系统，所述静止同步补偿器优化配置系统包括：

故障集合和优化目标函数确定模块，用于确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障类型、故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型；

继发性换相失败故障筛选模块，用于利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中；

下降量计算模块，用于在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量；

拟合关系式得到模块，用于将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式；

约束条件确定模块，用于根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件；

优化配置模块，用于根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

可选的，所述继发性换相失败故障筛选模块，具体包括：

最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压获取单元，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，并根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；

判断单元，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值；

筛选单元，用于当所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压大于换流母线电压临界值，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。

可选的，下降量计算模块，具体包括：

未安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

下降量计算单元，用于将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种静止同步补偿器优化配置方法及系统，该方法包括确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障类型、故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型；利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中；在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量；将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式；根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件；根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。本发明通过以降低继发性换相失败风险为目标，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量，得到最佳安装容量，而且还降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例静止同步补偿器优化配置方法的流程示意图；

图2为本发明实施例静止同步补偿器优化配置系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种以降低继发性换相失败风险为目标的静止同步补偿器优化配置方法及系统，能够选取静止同步补偿器的最优安装容量，进而确定最优安装数量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

STATCOM的工作原理

STATCOM具有改善电压暂态特性的功能，在逆变站的换流母线上安装STATCOM可以起到预防继发性换相失败的作用。

继发性换相失败

继发性换相失败是指MI-HVDC系统中的逆变站因为先后遭受交流系统故障导致的换相电压跌落冲击和相邻逆变站发生换相失败导致的换相电压二次跌落冲击，而发生换相失败的现象。继发性换相失败可以通过安装FCL减小相邻逆变站之间的交互作用而得到预防控制。

图1为本发明实施例静止同步补偿器优化配置方法的流程示意图；，如图1所示，本发明实施例提供的静止同步补偿器优化配置方法包括以下几个步骤。

步骤101：确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障类型、故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型。

步骤102：利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中。

步骤103：在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

步骤104：将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式。

步骤105：根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件。

步骤106：根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

步骤101中形成故障集Ω_f的关键是选取随机变量。选取随机变量的原则为选择会对是否造成换相失败产生影响的主要因素作为随机变量，舍弃概率小且对是否发生换相失败影响不大的次要因素。

按照这一原则选取随机变量包括：(a)故障类型；本发明仅考虑发生率最高的单相接地故障和对换相过程影响最大的三相接地故障，这两种故障的概率之和为1。(b)故障线路；本发明用一段时间内线路故障次数表示线路故障率，这一数据可通过统计历史故障数据获得。(c)故障在线路上的位置；本发明设定故障在一条线路上的位置服从均匀分布。(d)故障接地阻抗的类型和数值；本发明不考虑故障接地阻抗的类型，默认为电感性接地短路故障，且接地电感电感性接地短路故障的数值根据统计数据获得。(e)故障持续时间；故障持续时间主要对换相失败的恢复产生影响，而本发明关注的重点是换相失败是否发生，因此可以忽略故障持续时间的随机性。统计表明，60％的故障在100ms内切除，因此设置故障持续时间为100ms。(f)故障发生时刻；在计算换相失败严重程度指标时已经考虑故障发生时刻的随机性，因此在形成故障集Ω_f时，不再重复考虑故障发生时刻的随机性。

步骤102中主要包括利用继发性换相失败判断法确定能引起继发性换相失败的故障子集Ω_s。

继发性换相失败的判断方法主要包括：

S1：基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角。该步骤具体包括以下步骤：对多馈入高压直流输电系统进行戴维南等值，得到简化的多馈入高压直流输电系统；将交流电网中的真实故障等效到所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线上，得到等效故障；根据所述等效故障和所述简化的多馈入高压直流输电系统的换流母线，构建故障场景；利用电磁暂态仿真方法测量所述故障场景中各个逆变站的熄弧角。

S2：根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角、最小熄弧角的逆变站及最小熄弧角的逆变站所在的换流母线。

S3：判断所述最小熄弧角是否小于或等于临界熄弧角，得到第一判断结果。当所述第一判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败并获取所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压。当所述第一判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相正常。即通过熄弧角判据判断出故障发生后某一逆变站是否发生换相失败，如发生则进一步判断换相失败的类别，若换相正常则判断下一逆变站的换相是否失败，直至所有逆变站都判断结束。

S4：判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示是时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。当所述第二判断结果表示否时，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为原发性换相失败。进一步判别是通过换流母线电压来判别的，根据换流母线电压与换流母线电压临界值的大小关系可以识别出换相失败的类别。

步骤103主要包括：

获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度。

采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度。

其中，换相失败风险的计算方法主要包括：

由于交流系统故障具有随机性，且不同故障的CFS不同，因此MI-HVDC系统的送/受端电网因换相失败遭受的功率冲击是一个随机变量。假设交流系统故障的发生率可以根据历史统计数据获得，那么MI-HVDC系统的送/受端电网由于故障导致的换相失败而遭受的功率冲击期望CFR可由公式(1)求得。

式(1)中，f_f表示故障f的发生率，CFS_f表示故障f的严重程度，其表达式如公式(2)所示。

式(2)中，N_p表示在一个周波内等间隔地采样的时刻点的总数，1/N_p表示故障发生在第n个时刻点的概率；P表示MI-HVDC系统中所有换流桥的额定功率之和；P_f,n表示故障f发生在一个周波内的第n个时刻点时，经历了换相失败的换流桥的额定功率之和。

将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

例如，在故障子集Ω_s中，逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量

的表达式如公式(3)所示。

式(3)中，

表示不安装静止同步补偿器时故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量。

步骤104主要包括：由步骤103计算得到的

值，f∈Ω_s，k＝1,…,m，

针对故障子集Ω_s中的每一个故障拟合如式(4)、(5)所示的静止同步补偿器容量与换相失败严重程度下降量之间的关系。

式(4)、(5)中，ΔCFS_fmax表示故障f的换相失败严重程度的最大下降量；a_f,k、b_f表示系数，通过拟合得到a_f,k和b_f的值。

步骤105主要包括，根据步骤104的拟合关系式确定优化目标函数的约束条件。

其中，优化目标函数为：

其约束条件：

Q_min≤Q≤Q_max (7)；

A_f≥δ_f f∈Ω_s (8)；

δ_f≤ΔCFS_fmax f∈Ω_s (9)；

ΔCFR^S＞C (11)；

上述式子中，Q＝[Q₁,...,Q_k,...,Q_m]，Q_k表示安装于逆变站k的换流母线上的静止同步补偿器的容量，k＝1,...,m；Q的上下限分别为Q_max和Q_min；Ω_s表示会引起继发性换相失败故障的集合；ΔCFS_f表示安装容量为Q的静止同步补偿器后故障f对应的继发性换相失败严重程度的下降量，ΔCFS_f是关于Q_k(k＝1,...,m)的函数；f_f表示故障f的故障率，ΔCFR^S表示继发性换相失败风险的下降值，C表示ΔCFR^S的下限。

步骤106主要为优化配置求解问题。用优化工具包(OPTI-Toolbox)求C取不同值时静止同步补偿器的最优容量配置方案。

为实现上述目的本发明还提供了一种静止同步补偿器优化配置系统。

图2为本发明实施例静止同步补偿器优化配置系统的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的静止同步补偿器优化配置系统包括：

故障集合和优化目标函数确定模块100，用于确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障类型、故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型。

继发性换相失败故障筛选模块200，用于利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中。

下降量计算模块300，用于在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

拟合关系式得到模块400，用于将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式。

约束条件确定模块500，用于根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件。

优化配置模块600，用于根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

所述继发性换相失败故障筛选模块200具体包括：

最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压获取单元，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，并根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压。

判断单元，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值。

筛选单元，用于当所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压大于换流母线电压临界值，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。

下降量计算模块300具体包括：

未安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度。

安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度。

下降量计算单元，用于将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

本发明可以求得满足不同换相失败风险约束的STATCOM的最优配置方案，为运行规划人员提供了参考。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种静止同步补偿器优化配置方法，其特征在于，所述静止同步补偿器优化配置方法包括：

确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型；

利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中；

在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量；所述继发性换相失败严重程度的下降量的计算公式为：

其中，

表示不安装静止同步补偿器时故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量；

将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式；所述拟合关系式为：

其中，ΔCFS_fmax表示故障f的换相失败严重程度的最大下降量；Ω_s表示故障子集；

a_f,k、b_f表示系数，通过拟合得到a_f,k和b_f的值；

根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件；

所述优化目标函数为：

所述约束条件：

Q_min≤Q≤Q_max；

A_f≥δ_f f∈Ω_s；

δ_f≤ΔCFS_fmax f∈Ω_s；

ΔCFR^S＞C；

其中，Q＝[Q₁,...,Q_k,...,Q_m]，Q_k表示安装于逆变站k的换流母线上的静止同步补偿器的容量，k＝1,...,m；Q的上下限分别为Q_max和Q_min；Ω_s表示会引起继发性换相失败故障的集合；ΔCFS_f表示安装容量为Q的静止同步补偿器后故障f对应的继发性换相失败严重程度的下降量，ΔCFS_f是关于Q_k(k＝1,...,m)的函数；f_f表示故障f的故障率，ΔCFR^S表示继发性换相失败风险的下降值，C表示ΔCFR^S的下限；δ_f表示为了求解优化问题引入的一个中间变量；

根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

2.根据权利要求1所述的静止同步补偿器优化配置方法，其特征在于，所述利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障，具体包括：

基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，并根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；

判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值；

若是，则确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。

3.根据权利要求1所述的静止同步补偿器优化配置方法，其特征在于，所述在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量，具体包括：

获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

4.一种静止同步补偿器优化配置系统，其特征在于，所述静止同步补偿器优化配置系统包括：

故障集合和优化目标函数确定模块，用于确定故障集合和优化目标函数；所述故障集合包括故障线路、故障位置、故障接地阻抗类型与数值、故障持续时间以及故障发生类型；

继发性换相失败故障筛选模块，用于利用继发性换相失败判断法，从所述故障集合中筛选出能引起继发性换相失败的故障并保存至故障子集中；

下降量计算模块，用于在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器，并分别计算在每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量；所述继发性换相失败严重程度的下降量的计算公式为：

其中，

表示不安装静止同步补偿器时故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度；

表示在逆变站k的换流母线安装容量为Q_k的静止同步补偿器后故障f的继发性换相失败严重程度的下降量；

拟合关系式得到模块，用于将静止同步补偿器容量与所述静止同步补偿器容量对应的每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量进行拟合处理，得到拟合关系式；所述拟合关系式为：

其中，ΔCFS_fmax表示故障f的换相失败严重程度的最大下降量；Ω_s表示故障子集；

a_f,k、b_f表示系数，通过拟合得到a_f,k和b_f的值；

约束条件确定模块，用于根据所述拟合关系式确定所述优化目标函数的约束条件；所述优化目标函数为：

所述约束条件：

Q_min≤Q≤Q_max；

A_f≥δ_f f∈Ω_s；

δ_f≤ΔCFS_fmax f∈Ω_s；

ΔCFR^S＞C；

其中，Q＝[Q₁,...,Q_k,...,Q_m]，Q_k表示安装于逆变站k的换流母线上的静止同步补偿器的容量，k＝1,...,m；Q的上下限分别为Q_max和Q_min；Ω_s表示会引起继发性换相失败故障的集合；ΔCFS_f表示安装容量为Q的静止同步补偿器后故障f对应的继发性换相失败严重程度的下降量，ΔCFS_f是关于Q_k(k＝1,...,m)的函数；f_f表示故障f的故障率，ΔCFR^S表示继发性换相失败风险的下降值，C表示ΔCFR^S的下限；δ_f表示为了求解优化问题引入的一个中间变量；

优化配置模块，用于根据所述优化目标函数和所述优化目标函数对应的约束条件，优化配置每个逆变站的换流母线上静止同步补偿器的容量。

5.根据权利要求4所述的静止同步补偿器优化配置系统，其特征在于，所述继发性换相失败故障筛选模块，具体包括：

最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压获取单元，用于基于等效故障法获取故障发生后各逆变站的熄弧角，并根据各个逆变站的所述熄弧角确定最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压；

判断单元，用于判断所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压是否大于换流母线电压临界值；

筛选单元，用于当所述最小熄弧角的逆变站所在的换流母线电压大于换流母线电压临界值，确定所述最小熄弧角的逆变站换相失败的类型为继发性换相失败，并从所述故障集合中筛选出所述最小熄弧角的逆变站所发生的故障。

6.根据权利要求4所述的静止同步补偿器优化配置系统，其特征在于，下降量计算模块，具体包括：

未安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于获取每个逆变站的换流母线上未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

安装静止同步补偿器时故障继发性换相失败严重程度获取单元，用于采用换相失败风险计算法，计算每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度；

下降量计算单元，用于将未安装静止同步补偿器时所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度与安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度做差值运算，得到每个逆变站的换流母线上安装不同容量的静止同步补偿器后所述故障子集中每个故障的继发性换相失败严重程度的下降量。

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