CN109309390B - 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法 - Google Patents

一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109309390B
CN109309390B CN201811230001.XA CN201811230001A CN109309390B CN 109309390 B CN109309390 B CN 109309390B CN 201811230001 A CN201811230001 A CN 201811230001A CN 109309390 B CN109309390 B CN 109309390B
Authority
CN
China
Prior art keywords
evaluation
index
topological structure
consistency
flexibility
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811230001.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109309390A (zh
Inventor
苏勋文
吕宗宝
裴禹铭
陈松涛
林静雯
崔含晴
岳兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heilongjiang University of Science and Technology
Original Assignee
Heilongjiang University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heilongjiang University of Science and Technology filed Critical Heilongjiang University of Science and Technology
Priority to CN201811230001.XA priority Critical patent/CN109309390B/zh
Publication of CN109309390A publication Critical patent/CN109309390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109309390B publication Critical patent/CN109309390B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H02J3/386—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，它属于多端柔性直流输电领域。本发明解决了解决目前缺少针对各种拓扑结构的优缺点及运行特点的可行、综合、全面的拓扑结构评价体系的问题。本发明以拓扑结构的稳定性、经济性、灵活性为评价准则，以各评价准则的影响因素作为准则的评价指标，运用层次分析法建立用于风电场并网的MTDC系统拓扑结构的多指标评价体系，通过确定各评价指标的权重以及各评价准则的权重，从多方面、多维度、多层次对拓扑结构进行评价，评价综合性更高，所得到的评价结果可信度更高，这具有一定的工程实际意义。本发明可以应用于多端柔性直流输电领域用。

Description

一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法
技术领域
本发明属于多端柔性直流输电领域，具体涉及一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法。
背景技术
1954年，瑞典本土与歌德兰岛之间通过海底直流电缆建成110kV高压直流输电线路，电力系统实现交直流混联，这推动了直流输电技术的发展。随着高压直流输电技术的不断发展，多端直流输电系统(Multi-terminal DC Transmission System，简称MTDC)将成为今后的研究热点。基于多端柔性直流输电的风电场联网已被广泛认为是实现大型风电场及风电场群与主网之间稳定互联的最有潜质的电力传输方式。但是基于风电场并网的多端直流输电技术仍然存在着亟需解决的问题：
(1)目前我国还未形成专门的基于多端柔性直流输电的风电场并网要求；
(2)满足多端柔性直流输电风电场并网要求的拓扑结构可能有多种，如何对各种拓扑结构的优缺点及运行特点提出一个更为可行、综合、全面的评价。
对于问题(1)，英国对多端柔性直流输电的风电场并网给出了三个并网要求，叙述如下：无论正常运行还是故障条件下，直流电压必须可控；当陆地电网发生故障时，柔性直流输电系统能支持电网，满足低电压穿越能力，并对电网提供无功支持；当多端柔性直流输电系统内部发生故障时，给出最大有功减少量(1320MW)，即为了保证系统的稳定性，应尽量减少因内部故障而造成输送功率的缺失。
对于问题(2)，国内外对MTDC系统拓扑结构的研究已有初步理论，目前最常见的拓扑结构有星型拓扑结构(ST)、一般环形拓扑结构(GRT)、点对点拓扑结构(PPT)、中心开关环形接线的星型拓扑结构(SGRT)、风电场环形拓扑结构(WFRT)以及变电站环形拓扑结构(SSRT)。MTDC系统的拓扑结构在系统发生故障时对系统的稳定性起着重要的作用，而系统建设过程中的经济成本，运行灵活性以及日后系统扩建等方面都与系统的拓扑结构有关，因此有必要对各种拓扑结构的优缺点及运行特点提出一个更为可行、综合、全面的评价体系，该套MTDC拓扑结构评价体系也具有一定的工程意义。但是目前并没有研究者针对各种拓扑结构的优缺点及运行特点提出过可行、综合、全面的拓扑结构评价体系。
发明内容
本发明的目的是为解决目前缺少针对各种拓扑结构的优缺点及运行特点的可行、综合、全面的拓扑结构评价体系的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将稳定性、经济性和灵活性作为并网风电场的MTDC系统各种拓扑结构的评价准则，根据稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的影响因素来确定评价指标；并根据评价标准将各评价指标划分评价等级；
步骤二、对于MTDC系统的某一种拓扑结构的某个评价准则，根据对应的评价指标的重要程度构建该评价准则的指标判断矩阵，并求得该评价准则的各评价指标的指标权重向量；
步骤三、将各评价指标的指标权重与各评价指标的等级评分分别对应相乘，并将乘积结果求和，得到该评价准则对应的评分；
步骤四、对MTDC系统的每一种拓扑结构的每个评价准则均重复步骤二至步骤三的操作，则分别得到MTDC系统的各种拓扑结构在稳定性评价准则下的评分排序、在经济性评价准则下的评分排序和在灵活性评价准则下的评分排序；
步骤五、对于MTDC系统的某一拓扑结构，按照对应的稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的重要程度构建出综合评价判断矩阵，并求得该拓扑结构对应的各评价准则的综合评价权重向量；
步骤六、将各评价准则的综合评价权重向量与步骤四中求得的各评价准则的评分对应相乘，并将相乘的结果加和，得到该拓扑结构的综合评分；
步骤七、对于MTDC系统的其余拓扑结构均重复步骤五至步骤六的操作，即得到MTDC系统的各拓扑结构关于综合评价的优劣排序，优劣排序中最高的综合评分对应的拓扑结构即为最优拓扑结构。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，本发明以拓扑结构的稳定性、经济性、灵活性为评价准则，以各评价准则的影响因素作为准则的评价指标，运用层次分析法建立用于风电场并网的MTDC系统拓扑结构的多指标评价体系，通过确定各评价指标的权重以及各评价准则的权重，从多方面、多维度、多层次对拓扑结构进行评价，评价综合性更高，所得到的评价结果可信度更高，这具有一定的工程实际意义。
利用本发明所提出的多指标风电场拓扑结构评价体系不仅适用于高压柔性直流传输技术，还可以将此评价体系应用于发电厂主接线选择评估、电力系统电能质量综合评估、电网规划与建设、电力系统健康状况综合评估等多种电力系统发输配电环节以及电力系统运行过程中的各种决策分析中。
附图说明
图1为星型拓扑结构(Star Topology，简称ST)示意图；
图2为一般环形结构(General Ring Topology，简称GRT)示意图；
图3为点对点拓扑结构(Point to Point Topology，简称PPT)示意图；
图4为中心开关环型接线的星型拓扑结构(Star with a central SwitchingRing Topology，简称SGRT)示意图；
图5为风电场环形拓扑结构(Wind Farm Ring Topology，简称WFRT)示意图；
图6为变电站环形拓扑结构(Substation Ring Topology，简称SSRT)示意图；
图7为0.4s时，WFRT拓扑结构受端换流站直流侧发生单相短路故障时结构换流站直流侧的直流电压仿真图；
图8为0.4s时，WFRT拓扑结构受端换流站直流侧发生单相短路故障时结构换流站直流侧的直流电流仿真图；
图9为0.5s时，WFRT拓扑结构受端换流站直流侧发生单相短路故障时结构换流站直流侧的直流功率仿真图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式所述的一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将稳定性、经济性和灵活性作为并网风电场的MTDC系统各种拓扑结构的评价准则，根据稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的影响因素来确定评价指标；并根据评价标准将各评价指标划分评价等级；
步骤二、对于MTDC系统的某一种拓扑结构的某个评价准则(指的是对于MTDC系统的某一种拓扑结构的稳定性评价准则、对于MTDC系统的某一种拓扑结构的经济性评价准则或者对于MTDC系统的某一种拓扑结构的灵活性评价准则)，根据对应的评价指标的重要程度构建该评价准则的指标判断矩阵，并求得该评价准则的各评价指标的指标权重向量(为了更好地体现权重关系，一般会对该向量进行归一化处理)；
步骤三、将各评价指标的指标权重与各评价指标的等级评分分别对应相乘，并将乘积结果求和，得到该评价准则对应的评分；
各评价指标的指标权重向量是由各评价指标的指标权重组成的向量，各评价指标的指标权重与各评价指标的等级评分分别对应相乘，并将乘积结果求和，得到该评价准则对应的评分；
步骤四、对MTDC系统的每一种拓扑结构的每个评价准则均重复步骤二至步骤三的操作，则分别得到MTDC系统的各种拓扑结构在稳定性评价准则下的评分排序、在经济性评价准则下的评分排序和在灵活性评价准则下的评分排序；
评价准则的评分越高，表明对应的拓扑结构在这一评价准则下越优秀；
步骤五、对于MTDC系统的某一拓扑结构，按照对应的稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的重要程度构建出综合评价判断矩阵，并求得该拓扑结构对应的各评价准则的综合评价权重向量；
步骤六、将各评价准则的综合评价权重向量与步骤四中求得的各评价准则的评分对应相乘，并将相乘的结果加和，得到该拓扑结构的综合评分；
步骤七、对于MTDC系统的其余拓扑结构均重复步骤五至步骤六的操作，即得到MTDC系统的各拓扑结构关于综合评价的优劣排序，优劣排序中最高的综合评分对应的拓扑结构即为最优拓扑结构。
步骤七的具体方法为：对于MTDC系统的某一拓扑结构，若步骤五已求得该拓扑结构的稳定性、经济性和灵活性三个评价准则各自的综合评价权重，步骤四已求得该拓扑结构的稳定性、经济性和灵活性三个评价准则各自的评分，则将稳定性评价准则对应的综合评价权重与稳定性评价准则对应的评分相乘、将经济性评价准则对应的综合评价权重与经济性评价准则对应的评分相乘、将灵活性评价准则对应的综合评价权重与灵活性评价准则对应的评分相乘，再将相乘的结果作和，得到该拓扑结构的综合评分。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一的具体过程为：
将并网风电场的MTDC系统拓扑结构的稳定性、经济性和灵活性作为并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价准则；
根据稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的影响因素来确定评价指标：
稳定性的影响因素为：故障电流冲击、故障电压冲击和故障功率恢复；
经济性的影响因素为：断路器台数和开关平台个数；
灵活性的影响因素为：运行灵活性和受端传输功率能力；
并根据评价标准将各评价指标划分评价等级，并得到各评价指标对应的等级评分；
评价等级分为优秀、良好、中等、合格和不合格五个等级，各等级对应的等级评分依次为：1.0、0.8、0.6、0.4、0.2。
稳定性评价等级标准如下表1所示。
经济性评价指标包括拓扑结构所需断路器个数以及开关平台个数，本文根据拓扑结构所需断路器个数作为经济性的优劣评判标准，个数越少，评分越高，依次对各拓扑结构给出评分，开关平台个数的优劣评价标准类似。
对拓扑结构灵活性的评价主要从稳态受端传输功率能力以及拓扑结构运行灵活性两方面进行。根据受端传输功率的能力大小依次对拓扑结构排序，从高到低依次评价为优秀、良好、中等、合格、不合格。运行灵活性主要反反映的是系统发生故障时拓扑结构能否保证正常供电，若可以，则评价为优秀，否则评价为不合格；若能维持正常供电但供电效果较差则评价为合格。
表1稳定性评价等级标准
Figure GDA0002721080860000051
根据上述评价标准可以得到拓扑结构每一评价指标的评分。
将各评价指标两两对比，规定如下重要程度：
(1)稳定性方面：电流冲击的影响比电压冲击的影响重要，电压冲击的影响比故障功率恢复重要，电流冲击的影响比故障功率恢复更重要。
(2)经济性方面：规定断路器个数对经济性的影响比开关平台个数对经济性的影响重要。
(3)灵活性方面：运行灵活性相较于稳态受端传输功率能力重要。
(4)综合评价方面：稳定性指标较经济性指标重要，稳定性指标比灵活性指标重要，灵活性指标重要于经济性指标。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二的具体过程为：
利用层次分析法求取各评价指标所占权重；
对于MTDC系统的某一种拓扑结构的某个评价准则，根据对应的评价指标的重要程度构建该评价准则的指标判断矩阵A：
Figure GDA0002721080860000061
其中：A为n×n的矩阵；aij为矩阵中的元素，例如：a11代表指标1与指标1比较，a12代表指标1与指标2比较，a1n代表指标1与指标n比较；i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n；
由于判断矩阵的构造具有一定的主观性，因此需要对生成的指标判断矩阵A进行一致性校验，校验公式如公式(2)所示：
Figure GDA0002721080860000062
其中：CI为一致性指标、RI为平均随机一致性指标、CR为一致性比例；
Figure GDA0002721080860000063
其中，n表示评价指标个数，λmax为指标判断矩阵的最大特征值；
RI与指标判断矩阵阶数有关；
当n>2时，利用一致性比例CR进行一致性校验；若一致性比例CR小于0.1，则指标判断矩阵一致性校验合格，指标判断矩阵满足要求；若一致性比例CR大于等于0.1，则需要对指标判断矩阵中的元素进行调整，直至其满足一致性检验；
当n≤2时，利用一致性指标CI进行一致性校验，若一致性指标CI小于0.1，则指标判断矩阵一致性校验合格；若一致性指标大于等于0.1，则需要对指标判断矩阵中的元素进行调整，直至其满足一致性检验；(在进行一致性校验之前，首先利用未经检验矩阵求矩阵的最大特征值，然后带入公式(3)进行一致性校验，直至指标判断矩阵一致性校验合格)
当指标判断矩阵A一致性校验合格后，求出指标判断矩阵A的最大特征值λmax对应的特征值x，特征值x反映了各评价指标间的权重关系；
得到归一化处理后的评价准则的各评价指标的指标权重向量W：
Figure GDA0002721080860000064
其中：sum函数表示将特征值x中的所有元素进行求和运算。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是：步骤三的具体过程为：
分别将每一个评价指标的指标权重乘以对应的等级评分，再将乘积加和，得到MTDC系统的某一种拓扑结构在某个评价准则下的评分fn(x1,x2,...,xn)，计算公式如公式(5)所示。
fn(x1,x2,...,xn)＝x1·f(x1)+x2·f(x2)+...+xn·f(xn) (5)
其中：x1，x2，…，xn分别代表第1个，第2个，…，第n个评价指标对应的等级评分，f(x1)，f(x2)，…，f(xn)分别代表第1个，第2个，…，第n个评价指标对应的权重。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述RI与指标判断矩阵阶数有关，其具体为：n＝1时，RI＝0；n＝2时，RI＝0；n＝3时，RI＝0.52；n＝4时，RI＝0.89；n＝5时，RI＝1.12；n＝6时，RI＝1.24；n＝7时，RI＝1.36；n＝8时，RI＝1.41；n＝9时，RI＝1.46。
实施例
结合图1-6所示的八端MTDC拓扑结构，以其中的GRT、PPT、SGRT、WFRT、SSRT五种拓扑结构为研究对象，实施例如下：
步骤一：利用PSCAD/EMTDC仿真软件对各拓扑结构换流器直流侧发生单相短路故障这一暂态过程进行仿真，得到如图7-9所示的换流器直流侧直流电压、直压电流、直流功率的仿真波形，并用其中的故障电流冲击情况、故障电压冲击情况以及故障功率恢复情况作为拓扑结构稳定性的评价指标，并依据优秀(1)、良好(0.8)、中等(0.6)、合格(0.4)、不合格(0.2)五个等级进行评价打分。类似的，将HVDC断路器台数和开关环节个数作为衡量拓扑结构经济性的评价指标，将拓扑结构的运行灵活性和扩建灵活性作为灵活性评价指标，根据分别对经济性、灵活性等级评价标准各指标确定重要程度，并依据五个等级进行评定打分。各指标数据如表2所示，评定结果如表3所示。
表2 MTDC拓扑结构评价指标数据
Figure GDA0002721080860000071
Figure GDA0002721080860000081
表3 MTDC拓扑结构指标等级评分
Figure GDA0002721080860000082
步骤二：对每个评价准则根据其对应的评价指标的重要程度构建每个评价准则的指标判断矩阵，并求得每个准则评价指标的指标权重向量(为了更好地体现权重关系，一般会对该向量进行归一化处理)。然后将每个指标的权重乘上该指标的等级评分再求和即可得到拓扑结构分别关于稳定性、经济性和灵活性的评分。本处以WFRT的稳定性指标确定为例进行说明：
根据稳定性指标重要程度：电流冲击情况指标相比于电压冲击情况指标稍微重要，电压冲击情况指标相较于故障电流恢复情况稍微重要，电流冲击的影响比功率恢复情况稍微更重要。因此构造指标判断矩阵A如下所示：
Figure GDA0002721080860000083
求得指标判断矩阵的最大特征值为3.0183。式中：n表示影响因素的个数；aij＝f(xi，xj)，用以反映影响因素xi与xj的重要性比较。当i＝j时，aij＝1；当i≠j时，aij＝1/aji。f(xi，xj)的选择遵循如表4所示的1-9比较标度。
表4 1-9比较标度表
Figure GDA0002721080860000084
Figure GDA0002721080860000091
然后对构造的判断矩阵进行一致性校验。一致性校验主要涉及一致性指标(CI)、平均随机一致性指标(RI)、一致性比例(CR)三个参量。校验如下：当CR<0.1时，判断矩阵一致性校验合格；否则，若CR大于等于0.1，判断矩阵一致性校验不合格，需要对判断矩阵进行修正，直至通过一致性校验。
RI仅与判断矩阵的阶数有关，其取值如表5所示：
表5 RI取值表
Figure GDA0002721080860000092
CI的计算方法如下：
Figure GDA0002721080860000093
其中，λmax为该判断矩阵的最大特征值。当n≤2时，可以利用CI进行一致性校验，即：当CI<0.1时，判断矩阵一致性校验合格；否则，若CI大于等于0.1，判断矩阵一致性校验不合格。
对稳定性判断矩阵进行如下校验：
Figure GDA0002721080860000094
稳定性判断矩阵校验合格，再根据该判断矩阵求得最大特征值对应的特征向量如下所示：
x1＝(0.9154 0.3493 0.1999) (4)
利用和积法将其归一化求得权重向量W1如下所示：
Figure GDA0002721080860000101
根据拓扑结构稳定性指标和各指标评分求出WFRT拓扑结构的稳定性评分：
Figure GDA0002721080860000102
同理得到经济性指标A2，W2，f2和灵活性指标A3，W3，f3：
Figure GDA0002721080860000103
Figure GDA0002721080860000104
步骤三：根据稳定性、经济性、灵活性三者重要程度的排序：稳定性比灵活性和经济性都要重要，灵活性比经济性略微重要。构造满足一致性的综合评价判断矩阵A4为：
Figure GDA0002721080860000105
求得最大特征值为λmax＝3.0536，权重向量W＝(0.59，0.25，0.16)。以WFRT为例采用类似步骤二的方法对各拓扑结构进行综合评价，将步骤二中算出的稳定性、经济性、灵活性评分分别乘以相应的综合评价权重即可得到拓扑结构的最终评分如下所示：
f4(x1,x2,x3)＝x1·f(x1)+x2·f(x2)+x3·f(x3)＝0.896×0.59+0.85×0.25+0.934×0.16＝0.891 (10)
将所有的拓扑结构采用上述算法即可得到各拓扑结构的评分如下表6所示：
表6各拓扑结构评分表
Figure GDA0002721080860000106
Figure GDA0002721080860000111
综上，对综合评分由高到低排序得：WFRT>SSRT>SGRT>PPT>GRT。该排序即为对各拓扑结构按照优劣顺序所进行的排序，可见在该评价体系下，WFRT为最优拓扑结构。
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将稳定性、经济性和灵活性作为并网风电场的MTDC系统各种拓扑结构的评价准则，根据稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的影响因素来确定评价指标；并根据评价标准将各评价指标划分评价等级；
所述步骤一的具体过程为：
将并网风电场的MTDC系统拓扑结构的稳定性、经济性和灵活性作为并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价准则；
根据稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的影响因素来确定评价指标：
稳定性的影响因素为：故障电流冲击、故障电压冲击和故障功率恢复；
经济性的影响因素为：断路器台数和开关平台个数；
灵活性的影响因素为：运行灵活性和受端传输功率能力；
并根据评价标准将各评价指标划分评价等级，并得到各评价指标对应的等级评分；
步骤二、对于MTDC系统的某一种拓扑结构的某个评价准则，根据对应的评价指标的重要程度构建该评价准则的指标判断矩阵，并求得该评价准则的各评价指标的指标权重向量；
所述步骤二的具体过程为：
对于MTDC系统的某一种拓扑结构的某个评价准则，根据对应的评价指标的重要程度构建该评价准则的指标判断矩阵A：
Figure FDA0002689345800000011
其中：A为n×n的矩阵；aij为矩阵中的元素；i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n；
对生成的指标判断矩阵A进行一致性校验，校验公式如公式(2)所示：
Figure FDA0002689345800000012
其中：CI为一致性指标、RI为平均随机一致性指标、CR为一致性比例；
Figure FDA0002689345800000013
其中，n表示评价指标个数，λmax为指标判断矩阵的最大特征值；
RI与指标判断矩阵阶数有关；
当n>2时，利用一致性比例CR进行一致性校验；若一致性比例CR小于0.1，则指标判断矩阵一致性校验合格，指标判断矩阵满足要求；若一致性比例CR大于等于0.1，则需要对指标判断矩阵中的元素进行调整，直至其满足一致性检验；
当n≤2时，利用一致性指标CI进行一致性校验，若一致性指标CI小于0.1，则指标判断矩阵一致性校验合格；若一致性指标CI大于等于0.1，则需要对指标判断矩阵中的元素进行调整，直至其满足一致性检验；
当指标判断矩阵A一致性校验合格后，求出指标判断矩阵A的最大特征值λmax对应的特征向量x，特征向量x反映了各评价指标间的权重关系；
经过归一化处理，得到评价准则的各评价指标的指标权重向量W：
Figure FDA0002689345800000021
其中：sum函数表示将特征向量x中的所有元素进行求和运算；
步骤三、将各评价指标的指标权重与各评价指标的等级评分分别对应相乘，并将乘积结果求和，得到该评价准则对应的评分；
步骤四、对MTDC系统的每一种拓扑结构的每个评价准则均重复步骤二至步骤三的操作，则分别得到MTDC系统的各种拓扑结构在稳定性评价准则下的评分排序、在经济性评价准则下的评分排序和在灵活性评价准则下的评分排序；
步骤五、对于MTDC系统的某一拓扑结构，按照对应的稳定性、经济性和灵活性三个评价准则的重要程度构建出综合评价判断矩阵，并求得该拓扑结构对应的各评价准则的综合评价权重向量；
步骤六、将各评价准则的综合评价权重向量与步骤四中求得的各评价准则的评分对应相乘，并将相乘的结果加和，得到该拓扑结构的综合评分；
步骤七、对于MTDC系统的其余拓扑结构均重复步骤五至步骤六的操作，并将MTDC系统的各拓扑结构按照综合评分由高到低的顺序进行排序，排序中最高的综合评分对应的拓扑结构即为最优拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的一种并网风电场的MTDC系统拓扑结构的评价方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：
分别将每一个评价指标的指标权重乘以对应的等级评分，再将乘积加和，得到MTDC系统的某一种拓扑结构在某个评价准则下的评分fn(x1,x2,...,xn)，计算公式如公式(5)所示：
fn(x1,x2,...,xn)＝x1·f(x1)+x2·f(x2)+...+xn·f(xn) (5)
其中：x1，x2，…，xn分别代表第1个，第2个，…，第n个评价指标对应的等级评分，f(x1)，f(x2)，…，f(xn)分别代表第1个，第2个，…，第n个评价指标对应的权重。
CN201811230001.XA 2018-10-22 2018-10-22 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法 Active CN109309390B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811230001.XA CN109309390B (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811230001.XA CN109309390B (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109309390A CN109309390A (zh) 2019-02-05
CN109309390B true CN109309390B (zh) 2020-12-18

Family

ID=65225557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811230001.XA Active CN109309390B (zh) 2018-10-22 2018-10-22 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109309390B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110708186B (zh) * 2019-09-09 2022-07-12 广东南方海岸科技服务有限公司 互联网测试床拓扑逼真度评价方法、装置、设备及介质
CN110544954B (zh) * 2019-09-27 2021-09-03 南方电网科学研究院有限责任公司 一种多端直流输电系统和传输路径选取方法
CN110751377A (zh) * 2019-09-27 2020-02-04 国网天津市电力公司 一种直流配电网拓扑结构设计评估方法及装置
CN112713606B (zh) * 2020-12-22 2022-04-01 华中科技大学 给定场景下lcc-mmc混合直流输电系统最佳拓扑确定方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105678659A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 中国兵器工业新技术推广研究所 一种国防科技成果推广成熟度评价方法
CN105938609A (zh) * 2016-04-28 2016-09-14 国家电网公司 一种实现多层次指标体系的电网运行评估方法
CN107341332A (zh) * 2017-03-10 2017-11-10 北京理工大学 一种车用电机驱动系统的评价指标权重的确定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105678659A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 中国兵器工业新技术推广研究所 一种国防科技成果推广成熟度评价方法
CN105938609A (zh) * 2016-04-28 2016-09-14 国家电网公司 一种实现多层次指标体系的电网运行评估方法
CN107341332A (zh) * 2017-03-10 2017-11-10 北京理工大学 一种车用电机驱动系统的评价指标权重的确定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109309390A (zh) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109309390B (zh) 一种并网风电场的mtdc系统拓扑结构的评价方法
Ranjan et al. Simple and efficient computer algorithm to solve radial distribution networks
CN101685968B (zh) 配电网可靠性评估的故障扩散方法
CN110034581B (zh) 风电并网下电力系统的区间电气介数脆弱性评估方法
CN109617107A (zh) 一种多馈入直流系统直流支撑能力及换相失败的评估方法
CN101800426A (zh) 电网安全性水平评估方法
CN102403716A (zh) 一种多馈入交直流电网动态等值的方法
CN105184669A (zh) 一种基于节点集GN分裂算法的220kV城市环网分区方法
CN106033894B (zh) 判断特高压直流多落点电网稳定性的方法
CN110880764B (zh) 一种含逆变型分布式电源不平衡配电网的故障处理方法
CN106712030A (zh) 基于wams动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法
CN109802418B (zh) 适用于特高压直流接入的局部电网电磁暂态模型等值方法
CN113675872B (zh) 基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法
CN111092453B (zh) 一种多点接入光伏电源的电网关键线路辨识方法
CN115940280A (zh) 高比例新能源外送系统的分布式调相机配置方法及系统
CN112595932A (zh) 一种适用于中压直流配电网的单极故障选线方法
Li et al. Interval Electrical Betweenness Method for Power Grid Vulnerability Assessment Considering Wind Power
CN109961227A (zh) 一种三级协调的预想故障筛选与排序方法
CN111260239A (zh) 一种计及分布式能源的主动配电网风险评估实时评估方法
Ayo et al. Alternatives of Development of SINEA Project in VSC-HVDC
CN109873442A (zh) 一种多馈入直流系统新增直流落点方案综合评估方法
Khoa et al. Voltage Estimation of Distribution Network Integrated with Distributed Generation Using Remote Measurement Data
CN112821452B (zh) 一种柔性多状态开关的多功能稳态功率调控方法及系统
Omi et al. Comparative Study of Voltage Security Indices in Terms of Limit-Induced Bifurcation Effect
Kuo Increasing grid-connected capacity of offshore wind farms for isolated power systems-a case study of the Taiwan power system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Su Xunwen

Inventor after: Lv Zongbao

Inventor after: Pei Yuming

Inventor after: Chen Songtao

Inventor after: Lin Jingwen

Inventor after: Cui Hanqing

Inventor after: Yue Bing

Inventor before: Su Xunwen

Inventor before: Pei Yuming

Inventor before: Chen Songtao

Inventor before: Lin Jingwen

Inventor before: Cui Hanqing

Inventor before: Yue Bing

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant