CN110190617B - 多馈入直流电力系统的评估方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

多馈入直流电力系统的评估方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多馈入直流电力系统的评估方法，包括：获取多馈入直流电力系统的故障类型及每种故障类型的发生概率；针对每一种故障类型，确定出第i逆变站发生该故障类型时的电压跌落幅度；对第i逆变站施加不同大小的无功功率冲击拟合出K条电压跌落幅度‑无功功率冲击值曲线；将每种故障类型的发生概率乘以相应的作用参数再求和，将求和后的结果作为第i逆变站对于第j逆变站的MIIFj,i，以基于MIIFj,i进行多馈入直流电力系统评估。应用本申请的方案，计算出的MIIFj,i更能反映实际应用中的故障导致的电压跌落，进而有利于更加准确地对多馈入直流电力系统进行评估。本申请还提供了一种多馈入直流电力系统的评估系统、设备及存储介质，具有相应效果。

Description

多馈入直流电力系统的评估方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种多馈入直流电力系统的评 估方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在输电系统中，当直流逆变站之间的电气距离较近时，直流系统相互耦合， 多回直流之间的相互影响程度较高。例如直流近区故障可能导致多回换流母线 电压下降，引发多回直流换相失败，严重情况下甚至导致系统失稳。
为了对多馈入直流电力系统进行评估，CIGRE WG B4-41工作组提出了MIIF(Multi-infeed Interaction Factor，多馈入直流交互作用因子)。具体的，当所考 察的直流电力系统以额定直流功率运行时，在逆变站i的换流母线上投入一个并 联无功功率支路来造成电压跌落，一般采用电感支路来造成电压跌落。通常， 使其换流母线电压产生约1％的阶跃变化，用ΔUi表示逆变站i的电压跌落幅度。 然后检测其它逆变站的换流母线电压的百分数变化量，例如逆变站j的换流母线 电压的百分数变化量为ΔUj，即逆变站j电压跌落幅度，则ΔUj与ΔUi的比值
Figure BDA0002087183690000011
即 为逆变站i对于逆变站j的相互作用因子MIIFj,i。
但是，该种计算方式是将换流母线电压跌落幅度与施加的瞬时无功功率变 化值之间，视为是线性关系，即图1所示。但是在实际应用中，可参阅图2，不 同换流母线的电压对无功功率的灵敏度是不一样的。也就是说，当ΔUi取不同的 值时，计算出的相互作用因子MIIFj,i是不一样的。例如，在逆变站i产生1％的电 压跌落的情况下计算出的MIIF，与逆变站i产生2％的电压跌落的情况下计算出的 MIIF是不一样的。计算出的MIIF不同时，进而就会产生不同的评估结果，关系 到多馈入直流系统的规划和运行。
因此，在换流母线电压变化至何种程度时计算多馈入直流相互作用因子更 加合理，从而有利于更加准确地对多馈入直流电力系统进行评估，是目前本领 域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多馈入直流电力系统的评估方法、系统、设备及 存储介质，以确定出更加合理的多馈入直流相互作用因子，从而有利于更加准 确地对多馈入直流电力系统进行评估。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种多馈入直流电力系统的评估方法，包括：
获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率；
针对每一种故障类型，预先确定出第i逆变站发生该故障类型时的换流母线 的电压跌落幅度；
对所述第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，并且记录下K 个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标曲线，以表示K个逆变站 的电压跌落幅度与所述第i逆变站的无功功率冲击值之间的对应关系；
将每一种故障类型的所述发生概率乘以该故障类型下的作用参数再求和， 将求和后的结果作为所述第i逆变站对于第j逆变站的多馈入直流相互作用因子 MIIFj,i，以基于所述MIIFj,i进行所述多馈入直流电力系统的评估；
其中，所述作用参数为通过所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的 电压跌落幅度，以及K条所述目标曲线中的第i目标曲线和第j目标曲线确定出 的作用参数；所述多馈入直流电力系统中包括K个逆变站，K为不小于2的正 整数且1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j。
优选的，所述针对每一种故障类型，确定出第i逆变站发生该故障类型时的 换流母线的电压跌落幅度，包括：
针对每一种故障类型，依次在所述第i逆变站的每一条与换流母线相连的交 流线路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条所述交流线路在电压跌落过 程中的最大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出 的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
优选的，所述获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发 生概率，包括：
通过所述多馈入直流电力系统在预设年份之内的故障数据，获取多馈入直 流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率。
优选的，针对每一种故障类型，该种故障类型对应的所述作用参数表示为：
Figure BDA0002087183690000031
其中，
Figure BDA0002087183690000032
表示第x种故障类型下，所述第i目标曲线与X轴 围成的面积，
Figure BDA0002087183690000033
表示当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该 故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表 示所述第i目标曲线；
Figure BDA0002087183690000034
表示第x种故障类型下，所述第j目标曲线与X轴围成的 面积；
Figure BDA0002087183690000035
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线 的电压跌落幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示所述第j目标曲线。
优选的，还包括：
将每一个计算出的多馈入直流相互作用因子均与预设的第一阈值进行比 较，当任意一个多馈入直流相互作用因子大于所述第一阈值时，输出提示信息。
一种多馈入直流电力系统的评估系统，包括：
故障数据获取模块，用于获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故 障类型的发生概率；
电压跌落幅度获取模块，用于针对每一种故障类型，预先确定出第i逆变站 发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度；
目标曲线获取模块，用于对所述第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功 功率冲击，并且记录下K个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标 曲线，以表示K个逆变站的电压跌落幅度与所述第i逆变站的无功功率冲击值 之间的对应关系；
多馈入直流相互作用因子计算模块，用于将每一种故障类型的所述发生概 率乘以该故障类型下的作用参数再求和，将求和后的结果作为所述第i逆变站对 于第j逆变站的多馈入直流相互作用因子MIIFj,i，以基于所述MIIFj,i进行所述多馈 入直流电力系统的评估；其中，所述作用参数为通过所述第i逆变站发生该故障 类型时的换流母线的电压跌落幅度，以及K条所述目标曲线中的第i目标曲线 和第j目标曲线确定出的作用参数；所述多馈入直流电力系统中包括K个逆变 站，K为不小于2的正整数且1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j。
优选的，所述电压跌落幅度获取模块，具体用于：
针对每一种故障类型，依次在所述第i逆变站的每一条与换流母线相连的交 流线路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条所述交流线路在电压跌落过 程中的最大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出 的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
优选的，所述多馈入直流相互作用因子计算模块所基于的所述作用参数表 示为：
Figure BDA0002087183690000041
其中，
Figure BDA0002087183690000042
表示第x种故障类型下，所述第i目标曲线与X轴 围成的面积，
Figure BDA0002087183690000043
表示当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该 故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表 示所述第i目标曲线；
Figure BDA0002087183690000044
表示第x种故障类型下，所述第j目标曲线与X轴围成的 面积；
Figure BDA0002087183690000045
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线 的电压跌落幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示所述第j目标曲线。
一种多馈入直流电力系统的评估设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的多馈入直流电 力系统的评估方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的多馈入直流电力系统的 评估方法的步骤。
本申请考虑到在实际应用中，电压跌落通常是由于输电系统的故障导致， 而出现不同的故障时，电压跌落的范围通常也不同，即发生不同类型的故障时， 逆变站换流母线电压的会有一个相对应的跌落范围。因此本申请从故障概率的 角度出发进行作用因子的计算。例如，在计算第i逆变站对于第j逆变站的多馈 入直流相互作用因子MIIFj,i时，是将每一种故障类型的所述发生概率乘以该故障 类型下的作用参数再求和。不同的故障概率有着相对应的作用参数，该作用参 数是基于该故障类型下的换流母线的电压跌落幅度所确定出的作用参数。因此， 当一种故障类型的发生概率越高时，计算出的相互作用因子MIIFj,i就越取决于发 生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。即，使得计算出的相互作用因子 MIIFj,i更能反映实际应用中的故障导致的电压跌落，进而有利于更加准确地对多 馈入直流电力系统进行评估。
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 例或现有技术描述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为将换流母线电压跌落幅度与施加的瞬时无功功率变化值之间视为是 线性关系的示意图；
图2为实际的换流母线电压跌落幅度与施加的瞬时无功功率变化值之间的 关系的示意图；
图3为本发明中一种多馈入直流电力系统的评估方法的实施流程图；
图4为对第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，拟合出的K 条目标曲线的示意图；
图5为一种具体实施方式中的第i目标曲线f(i)以及第j目标曲线f(j)的示 意图；
图6为一种具体实施方式中的第i目标曲线f(i)的示意图；
图7为本发明中一种多馈入直流电力系统的评估系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种多馈入直流电力系统的评估方法，使得计算出的 相互作用因子MIIFj,i更能反映实际应用中的故障导致的电压跌落，进而有利于更 加准确地对多馈入直流电力系统进行评估。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
请参考图3，图3为本发明中一种多馈入直流电力系统的评估方法的实施流 程图，该多馈入直流电力系统的评估方法包括以下步骤：
步骤S301：获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生 概率。
考虑到实际应用中，不同地域的多馈入直流电力系统中，各种故障类型的 发生概率会存在一定的区别，因此，本申请的步骤S301中，通常可以获取当地 的多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率。传输线路上 的故障主要包括单回线路的单相、相间、三相短路故障，以及同杆并架多回线 路同时/相继故障；母线上的故障主要包括单相接地、两相短路接地、两相短路、 三相短路以及两条母线同时故障；主变故障主要包括本体内部故障和本体外部 故障。此外，多馈入直流电力系统常见的故障类型还有开关设备异常，保护拒 动等故障类型。
在一种具体实施方式中，步骤S301可以具体为：通过多馈入直流电力系统 在预设年份之内的故障数据，获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故 障类型的发生概率。
例如，预设年份为本年度以及前两年，则可以根据最近这三年的故障数据， 对故障发生总次数以及每次发生故障时的故障类型进行统计。具体的，用nx表示第x种故障在预设年份之内的发生总次数，并且将预设年份之内的故障发生总次数表示为M，
Figure BDA0002087183690000071
其中，N为故障类型的总数。则第x种故障 类型的发生概率可以表示为：
Figure BDA0002087183690000072
步骤S302：针对每一种故障类型，预先确定出第i逆变站发生该故障类型 时的换流母线的电压跌落幅度。
需要说明的是，为了避免额定电压的不同对结果的影响，本申请中的电压 通常均采用标幺值，并且电压跌落幅度通常是指电压跌落过程中的最大跌落幅 度。
第i逆变站可以是多馈入直流电力系统中的任意一个逆变站。发生不同的故 障类型时，对第i逆变站的母线电压会产生不同程度的影响。
以单相接地故障为例进行说明，例如，可以在与第i逆变站的换流母线交流 侧母线相连的任意一条交流线路上进行单相接地故障的仿真，将电压跌落后的 最低值与故障前的正常电压值进行比较，确定出电压跌落幅度，即确定出了第i 逆变站发生单相接地故障时的换流母线的电压跌落幅度。当然，在实际应用中 还可以有其他计算方式，例如为了降低单次仿真容易受到偶然因素的影响，可 以在任意一条交流线路上进行多次仿真，再通过求取平均值作为确定出的第i 逆变站发生单相接地故障时的换流母线的电压跌落幅度。
进一步地，申请人考虑到通常有多条交流线路与第i逆变站的换流母线交流 侧母线相连，对于相同的故障类型，如果发生在不同的交流线路上，换流母线 的电压跌落幅度可能会存在一定的差异，为了使得后续步骤中计算出的多馈入 直流相互作用因子更符合实际情况以利于评估，在本发明的一种具体实施方式 中，步骤S302可以具体为：
针对每一种故障类型，依次在第i逆变站的每一条与换流母线相连的交流线 路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条交流线路在电压跌落过程中的最 大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出的第i逆变 站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
仍以单相接地故障为例，该种实施方式中在每一条交流线路上均进行一次 单相接地故障的仿真。例如有4条交流线路与第i逆变站的换流母线交流侧母线 相连，将这4条交流线路分别表示为N1，N2，N3，N4。对第1条交流线路进行 故障仿真，记录下电压跌落后的最低值，通过与故障前的正常电压值进行比较 确定出电压跌落幅度，该电压跌落幅度即为第1条交流线路发生单相接地故障 时的电压跌落幅度。依次对4条交流线路进行仿真之后，再求取四个电压跌落 幅度的平均值，作为确定出的第i逆变站发生单相接地故障时的换流母线的电压 跌落幅度，可以表示为
Figure BDA0002087183690000081
其中k表示交流线路的序号，该种 实施方式中1≤k≤4。ΔUminxk表示第k条交流线路发生第x种故障时的电压跌落 幅度，该种实施方式为单相接地故障。Nk表示与逆变站的换流母线交流侧母线 相连的交流线路总数量，该种实施方式中Nk的取值为4。
步骤S303：对第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，并且 记录下K个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标曲线，以表示K 个逆变站的电压跌落幅度与第i逆变站的无功功率冲击值之间的对应关系。
多馈入直流电力系统中包括K个逆变站，第i逆变站可以是K个逆变站中 的任意一个逆变站。可参阅图4。需要说明的是，图4以多馈入直流电力系统中 包括3个逆变站为例进行说明，即K＝3，在其他实施方式中，K可以有其他的 取值。并且图4中令i＝1，即图4中第i逆变站指的是第1逆变站。对第1逆变 站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，记录下3个逆变站的电压跌落幅 度。通常，是通过并联电感支路来产生无功功率冲击，造成电压跌落。例如图4 中并联一个大小为ΔQ1的无功功率电感支路，记录下第1逆变站的母线电压跌落 前的数值以及跌落后的最低值，从而确定出第1逆变站的电压跌落幅度ΔU1。图 4中对第1逆变站施加了6次无功功率冲击，每次施加无功功率冲击后，记录下 3个逆变站的电压跌落幅度，通过共18个数据点拟合出3条目标曲线，即电压 跌落幅度-无功功率冲击值曲线，每条目标曲线对应一个逆变站，表示该逆变站 的电压跌落幅度与第i逆变站的无功功率冲击值之间的对应关系。当然，在其他 实施方式中，施加的无功功率冲击可以为其他次数，并且施加的次数越多，越 有利于拟合出更为准确的目标曲线。拟合方式可以是常用的最小二乘法。
步骤S304：将每一种故障类型的发生概率乘以该故障类型下的作用参数再 求和，将求和后的结果作为第i逆变站对于第j逆变站的多馈入直流相互作用因 子MIIFj,i，以基于MIIFj,i进行多馈入直流电力系统的评估；其中，作用参数为通 过第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度，以及K条目标曲 线中的第i目标曲线和第j目标曲线确定出的作用参数；多馈入直流电力系统中 包括K个逆变站，K为不小于2的正整数且1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j。
可以看出，每一种故障类型具有其相对应的一个作用参数。每一种故障类 型对应的作用参数的含义，即为在该种故障类型下，第i逆变站对于第j逆变站 的多馈入直流相互作用因子。
仍以单相故障为例，在计算单相接地故障所对应的作用参数时，可以基于 第i目标曲线，第j目标曲线以及步骤S302中预先确定出的第i逆变站发生单相 接地故障时的换流母线的电压跌落幅度。可参阅图5，其中f(i)表示的是K条目 标曲线中的第i目标曲线，相应的f(j)即为K条目标曲线中的第j目标曲线。图 5中的ΔUi表示的是步骤S302中确定出的第i逆变站发生单相接地故障时的换流 母线的电压跌落幅度，图5中的ΔQ1为拟合出的曲线f(i)的取值等于ΔUi时的横 坐标数值，表示的意思是当对第i逆变站的换流母线施加ΔQ1大小的无功功率冲 击时，第i逆变站的换流母线的电压跌落幅度达到ΔUi，相应的，图5中的ΔUj表 示当对第i逆变站的换流母线施加ΔQ1大小的无功功率冲击时，第j逆变站的换流母线的电压跌落幅度。在计算作用参数时，例如可以直接将图5中的ΔUj除以 ΔUi，作为单相接地故障所对应的作用参数。又如，可以确定出横坐标为ΔQ1/2时 f(j)的纵坐标以及f(i)的纵坐标，再将这两个纵坐标相除，作为确定出的单相接 地故障所对应的作用参数。
进一步的，申请人考虑到f(j)以及f(i)均为曲线，即电压跌落幅度和并联的 无功功率之间不是线性的，为了使得计算出的相互作用因子更能反映实际应用 中的故障导致的电压跌落的情况，在一种具体实施方式中，通过积分的方式进 行作用因子的计算。
具体的，针对每一种故障类型，该种故障类型对应的作用参数表示为：
Figure BDA0002087183690000101
其中，
Figure BDA0002087183690000102
表示第x种故障类型下，第i目标曲线与X轴围成 的面积，
Figure BDA0002087183690000103
表示当f(i)的取值达到预先确定出的第i逆变站发生该故障类型 时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表示第i目 标曲线；
Figure BDA0002087183690000104
表示第x种故障类型下，第j目标曲线与X轴围成的面积；
Figure BDA0002087183690000105
Figure BDA0002087183690000106
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为 当f(i)的取值达到预先确定出的第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压 跌落幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示第j目标曲线。
可参阅图6，图6中的
Figure BDA0002087183690000107
表示的是步骤S302中预先确定出第i逆变站发 生第x种故障类型时的换流母线的电压跌落幅度，
Figure BDA0002087183690000108
为f(i)中对应于
Figure BDA0002087183690000109
的 无功功率冲击值。
Figure BDA00020871836900001010
Figure BDA00020871836900001011
的含义 为在0至
Figure BDA00020871836900001012
区间内曲线f(j)的平均值，也就是最能体现当第i逆变站发生第x种 故障类型时，第j逆变站的电压跌落情况的数值。相应的，
Figure BDA00020871836900001013
表 示0至
Figure BDA00020871836900001014
区间内曲线f(i)的平均值，是最能体现当第i逆变站发生第x种故障 类型时，第i逆变站的电压跌落情况的数值。可以看出，由于通过积分，利用曲 线f(j)的平均值以及曲线f(i)的平均值进行作用参数的计算，有利于使得计算出 的相互作用因子更能代表故障情况。
确定出每一种故障类型对应的作用参数后，通过求和便得出第i逆变站对于 第j逆变站的多馈入直流相互作用因子MIIFj,i，
Figure BDA00020871836900001015
从而基于MIIFj,i进行多馈入直流电力系统的评估。
需要指出的是，在进行多馈入直流电力系统的评估时，通常需要获取多馈 入直流电力系统中的各个逆变站对于该逆变站之外的其他各个逆变站的多馈入 直流相互作用因子。即需要调整i和j的取值，重复执行步骤S302至步骤S304 的操作，直至获得各个相互作用因子。可以用矩阵表示为：
Figure BDA0002087183690000111
并且需要说明的是，MIIF2,1未必等于MIIF1,2，即第i逆变站对于第j逆变站的 多馈入直流相互作用因子MIIFj,i一般来说不等于第j逆变站对于第i逆变站的多 馈入直流相互作用因子MIIFi,j。
本申请考虑到在实际应用中，电压跌落通常是由于输电系统的故障导致， 而出现不同的故障时，电压跌落的范围通常也不同，即发生不同类型的故障时， 逆变站换流母线电压的会有一个相对应的跌落范围。因此本申请从故障概率的 角度出发进行作用因子的计算。例如，在计算第i逆变站对于第j逆变站的多馈 入直流相互作用因子MIIFj,i时，是将每一种故障类型的发生概率乘以该故障类型 下的作用参数再求和。不同的故障概率有着相对应的作用参数，该作用参数是 基于该故障类型下的换流母线的电压跌落幅度所确定出的作用参数。因此，当 一种故障类型的发生概率越高时，计算出的相互作用因子MIIFj,i就越取决于发生 该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。即，可以使得计算出的相互作用因 子MIIFj,i更能反映实际应用中的故障导致的电压跌落情况，进而有利于更加准确 地对多馈入直流电力系统进行评估。
在本发明的一种具体实施方式中，其特征在于，还包括：
将每一个计算出的多馈入直流相互作用因子均与预设的第一阈值进行比 较，当任意一个多馈入直流相互作用因子大于第一阈值时，输出提示信息。进 一步地，还可以进行记录，以便于提醒相关人员注意到该情况。
为了便于理解再以广东多馈入直流电力系统为例进行说明，通过查找历史 数据，得知广东电网近三年常见故障类型有5种，每种故障类型的发生概率可 参见表一：
表一：广东电网近三年常见的故障类型以及每种故障类型的发生概率
故障类型 故障发生概率(％)
单相接地 93.41
相间短路 5.43
三相短路 0.2
同杆并架双回相继故障 0.45
母线单相永久性故障单相开关拒动 0.51
再以天广直流(天生桥-北郊)为例。和北郊逆变站相连的500kV线路有北 郊-增城，北郊-花都，北郊-罗洞，分别对这3条线路模拟单相接地故障(单回)， 相间短路故障(单回)，三相短路故障(单回)，同杆并架双回相继故障(单回)， 此外，还在北郊逆变站母线上模拟单相永久性故障单相开关拒动故障。分别确 定出北郊逆变站的母线电压在各类故障情况下的电压跌落幅度。
具体的，可以采用前述具体实施方式中描述的
Figure BDA0002087183690000121
进行电压 跌落幅度的计算，结果可参见表二。
表二：不同故障类型下北郊逆变站的母线电压的电压跌落幅度。
故障类型 电压跌落幅度(p.u.)
单相接地 0.068
相间短路 0.072
三相短路 0.104
同杆并架双回相继故障 0.248
母线单相永久性故障单相开关拒动 0.502
广东多馈入直流系统共有8个直流逆变站，分别为从西、鹅城、穗东、北 郊、肇庆、宝安、东方和侨乡逆变站。
以计算北郊逆变站与其他7个逆变站的多馈入直流相互作用因子为例。对 北郊逆变站的换流母线施加不同的瞬时无功功率冲击，监视所有逆变站换流母 线交流侧电压变化，可以得到各逆变站的电压变化幅度-无功冲击值曲线，该种 实施方式中即获得8条电压变化幅度-无功冲击值曲线。并且当北郊逆变站的母 线电压跌落幅度达到表2所示的五类故障对应的电压跌落幅度时，记录下其余7 个逆变站换流母线电压跌落幅度，如表3所示。
表3：北郊逆变站发生不同故障类型时8个直流逆变站对应的电压跌落幅度。
Figure BDA0002087183690000131
进一步地，可以通过前述实施方式中描述的
Figure BDA0002087183690000132
以及
Figure BDA0002087183690000133
计算出北郊逆变站对于其他7个逆变站的 多馈入直流相互作用因子，如表4所示。
表4：北郊逆变站对于其他7个逆变站的多馈入直流相互作用因子
Figure BDA0002087183690000134
重复相关步骤，即可得出多馈入直流电力系统中的各个逆变站对于该逆变 站之外的其他各个逆变站的多馈入直流相互作用因子，参见表5。
表5：各逆变站之间的计及多类型故障风险的多馈入直流相互作用因子
Figure BDA0002087183690000135
Figure BDA0002087183690000141
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种多馈入直流电力系 统的评估系统，可与上文相互对应参照。
可参阅图7，为本发明中一种多馈入直流电力系统的评估系统的结构示意 图，包括：
故障数据获取模块701，用于获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种 故障类型的发生概率；
电压跌落幅度获取模块702，用于针对每一种故障类型，预先确定出第i逆 变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度；
目标曲线获取模块703，用于对第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功 功率冲击，并且记录下K个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标 曲线，以表示K个逆变站的电压跌落幅度与第i逆变站的无功功率冲击值之间 的对应关系；
多馈入直流相互作用因子计算模块704，用于将每一种故障类型的发生概率 乘以该故障类型下的作用参数再求和，将求和后的结果作为第i逆变站对于第j 逆变站的多馈入直流相互作用因子MIIFj,i，以基于MIIFj,i进行多馈入直流电力系 统的评估；其中，作用参数为通过第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电 压跌落幅度，以及K条目标曲线中的第i目标曲线和第j目标曲线确定出的作用 参数；多馈入直流电力系统中包括K个逆变站，K为不小于2的正整数且1≤i ≤K，1≤j≤K，i≠j。
在本发明的一种具体实施方式中，电压跌落幅度获取模块702，具体用于：
针对每一种故障类型，依次在第i逆变站的每一条与换流母线相连的交流线 路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条交流线路在电压跌落过程中的最 大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出的第i逆变 站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
在本发明的一种具体实施方式中，多馈入直流相互作用因子计算模块704 所基于的作用参数表示为：
Figure BDA0002087183690000151
其中，
Figure BDA0002087183690000152
表示第x种故障类型下，第i目标曲线与X轴围成 的面积，
Figure BDA0002087183690000153
表示当f(i)的取值达到预先确定出的第i逆变站发生该故障类型 时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表示第i目 标曲线；
Figure BDA0002087183690000154
表示第x种故障类型下，第j目标曲线与X轴围成的面积；
Figure BDA0002087183690000155
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为当f(i) 的取值达到预先确定出的第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落 幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示第j目标曲线。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种多馈入直流电力系 统的评估设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。
该多馈入直流电力系统的评估设备可以包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的多馈入直流电力 系统的评估方法的步骤。
计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实 现上述任一实施例中的多馈入直流电力系统的评估方法的步骤。这里所说的计 算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可 编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、 或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例 的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为 了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描 述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于 技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来 使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
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技术方案及其核心思想。应当指出，对于 本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本 发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围 内。

Claims (8)

1.一种多馈入直流电力系统的评估方法，其特征在于，包括：
获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率；
针对每一种故障类型，预先确定出第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度；
对所述第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，并且记录下K个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标曲线，以表示K个逆变站的电压跌落幅度与所述第i逆变站的无功功率冲击值之间的对应关系；
将每一种故障类型的所述发生概率乘以该故障类型下的作用参数再求和，将求和后的结果作为所述第i逆变站对于第j逆变站的多馈入直流相互作用因子MIIFj,i，以基于所述MIIFj,i进行所述多馈入直流电力系统的评估；
其中，所述作用参数为通过所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度，以及K条所述目标曲线中的第i目标曲线和第j目标曲线确定出的作用参数；所述多馈入直流电力系统中包括K个逆变站，K为不小于2的正整数且1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j；
针对每一种故障类型，该种故障类型对应的所述作用参数表示为：
Figure FDA0002752060790000011
其中，
Figure FDA0002752060790000012
表示第x种故障类型下，所述第i目标曲线与X轴围成的面积，
Figure FDA0002752060790000013
表示当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表示所述第i目标曲线；
Figure FDA0002752060790000014
表示第x种故障类型下，所述第j目标曲线与X轴围成的面积；
Figure FDA0002752060790000015
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示所述第j目标曲线。
2.根据权利要求1所述的多馈入直流电力系统的评估方法，其特征在于，所述针对每一种故障类型，确定出第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度，包括：
针对每一种故障类型，依次在所述第i逆变站的每一条与换流母线相连的交流线路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条所述交流线路在电压跌落过程中的最大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
3.根据权利要求1所述的多馈入直流电力系统的评估方法，其特征在于，所述获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率，包括：
通过所述多馈入直流电力系统在预设年份之内的故障数据，获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率。
4.根据权利要求1所述的多馈入直流电力系统的评估方法，其特征在于，还包括：
将每一个计算出的多馈入直流相互作用因子均与预设的第一阈值进行比较，当任意一个多馈入直流相互作用因子大于所述第一阈值时，输出提示信息。
5.一种多馈入直流电力系统的评估系统，其特征在于，包括：
故障数据获取模块，用于获取多馈入直流电力系统的故障类型以及每种故障类型的发生概率；
电压跌落幅度获取模块，用于针对每一种故障类型，预先确定出第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度；
目标曲线获取模块，用于对所述第i逆变站的换流母线施加不同大小的无功功率冲击，并且记录下K个逆变站的电压跌落幅度，再通过拟合获得K条目标曲线，以表示K个逆变站的电压跌落幅度与所述第i逆变站的无功功率冲击值之间的对应关系；
多馈入直流相互作用因子计算模块，用于将每一种故障类型的所述发生概率乘以该故障类型下的作用参数再求和，将求和后的结果作为所述第i逆变站对于第j逆变站的多馈入直流相互作用因子MIIFj,i，以基于所述MIIFj,i进行所述多馈入直流电力系统的评估；其中，所述作用参数为通过所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度，以及K条所述目标曲线中的第i目标曲线和第j目标曲线确定出的作用参数；所述多馈入直流电力系统中包括K个逆变站，K为不小于2的正整数且1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j；
所述多馈入直流相互作用因子计算模块所基于的所述作用参数表示为：
Figure FDA0002752060790000031
其中，
Figure FDA0002752060790000032
表示第x种故障类型下，所述第i目标曲线与X轴围成的面积，
Figure FDA0002752060790000033
表示当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，横坐标无功功率冲击的取值；f(i)表示所述第i目标曲线；
Figure FDA0002752060790000034
表示第x种故障类型下，所述第j目标曲线与X轴围成的面积；
Figure FDA0002752060790000035
表示f(j)的取值达到ΔUxj时横坐标的无功功率的取值，ΔUxj为当f(i)的取值达到预先确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度时，对应的f(j)的取值；f(j)表示所述第j目标曲线。
6.根据权利要求5所述的多馈入直流电力系统的评估系统，其特征在于，所述电压跌落幅度获取模块，具体用于：
针对每一种故障类型，依次在所述第i逆变站的每一条与换流母线相连的交流线路上进行该种故障类型的模拟，记录下每一条所述交流线路在电压跌落过程中的最大幅度，再通过记录下的各个最大幅度计算出平均幅度，作为确定出的所述第i逆变站发生该故障类型时的换流母线的电压跌落幅度。
7.一种多馈入直流电力系统的评估设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至4任一项所述的多馈入直流电力系统的评估方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的多馈入直流电力系统的评估方法的步骤。
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