CN111355253B - 一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，包括：参数获取模块，用于获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；暂态过电压计算模块，用于根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，解决对多直流送出系统送端暂态过电压的理论计算方法的需求问题。

Description

一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统及方法
技术领域
本申请涉及电力系统运行控制领域，具体涉及一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统及方法。
背景技术
我国的风、光资源主要集中在三北地区，负荷中心集中在华东和华中地区，风、光能源基地与负荷中心的距离在800公里到3000公里之间。特高压直流输电具备点对点、超远距离、大容量送电能力。风电单独输送时，其不确定性将为电网安全稳定运行带来风险，且输电通道无法得到充分利用，经济性差；采用风电与近区火电“打捆”的方式混合外送，是较为理想的输电模式。
在实际运行过程中，当特高压直流发生换相失败或发生闭锁故障时，将会给送端电网带来较大的功率扰动，并伴随发生暂态过电压，可能引起近区新能源机组因耐高压能力不足而脱网。特高压直流换相失败引起的送端暂态过电压问题成为制约“风火打捆”直流送出能力与新能源接入能力的主要因素。当新能源发电经多回直流送出时，该暂态过电压问题更加严重。
对于大容量特高压直流功率扰动引起的送端暂态过电压问题，尤其是对于经多回直流送出的系统，目前工程上主要采取仿真分析的方法计算暂态压升，缺乏有效的理论计算方法。
发明内容
本申请提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，解决对多直流送出系统送端暂态过电压的理论计算方法的需求问题。
本申请提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，包括：
参数获取模块，用于获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
暂态过电压计算模块，用于根据参数获取模块获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压。
优选的，根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升，包括：
每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure RE-RE-GDA0002481403970000021
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第 j条直流节点间的互阻抗。
优选的，根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，包括：
每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
本申请同时提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的方法，其特征在于，包括：
获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
根据获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升；
根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压。
优选的，根据获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升，包括：
每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure RE-RE-GDA0002481403970000022
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第 j条直流节点间的互阻抗。
优选的，根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，包括：
每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
本申请提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，通过参数获取模块获取多直流送出系统的相关参数，暂态过电压模块根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，解决对多直流送出系统送端暂态过电压的理论计算方法的需求问题。
附图说明
图1是本申请提供的确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统结构示意图；
图2是本申请涉及的典型的多直流送出系统拓扑结构图；
图3是本申请涉及的多直流送出系统送端暂态过电压的计算流程示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供的一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，如图1所示，包括：
参数获取模块，用于获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
暂态过电压计算模块，用于根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压。
参数获取模块，从图1中所示的实际电网获取多直流送出系统的相关参数，然后暂态过电压计算模块，根据参数获取模块提供的相关参数计确定每条直流送端的暂态过电压。
典型的多直流送出系统拓扑结构图如图2所示，其中E1～En分别表示等值交流系统，HVDC1～HVDCn为n条直流输电工程，Z1～Zn分别表示第n条直流的等值阻抗，Zij表示第i条直流与第j条直流节点间的等值阻抗，Pd1～Pdn分别表示第n条直流的有功功率，Qd1～Qdn分别表示第n条直流的无功功率， Ud1～Udn分别表示第n条直流的端口交流电压。
对于以上所述的多直流送出系统，参数获取模块获取系统的如下参数：每条直流的有功功率Pd1～Pdn，每条直流的无功功率Qd1～Qdn，每条直流的端口交流电压Ud1～Udn。同时，参数获取模块需要根据Z1～Zn、以及Z12…Zij，计算得出每条直流的自阻抗Zeqii(表示第i条直流的自阻抗)，以及任意两条直流节点间的互阻抗Zeqij(表示第i条直流与第j条直流节点间的互阻抗)。
暂态过电压计算模块从参数获取模块获取如下参数：每条直流的有功功率 Pd1～Pdn，每条直流的无功功率Qd1～Qdn，每条直流的端口交流电压Ud1～Udn，每条直流的自阻抗Zeqii(表示第i条直流的自阻抗)，任意两条直流节点间的互阻抗Zeqij(表示第i条直流与第j条直流节点间的互阻抗)。
暂态过电压计算模块，根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升，每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure RE-RE-GDA0002481403970000041
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态升压，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第 j条直流节点间的互阻抗。
暂态过电压计算模块，再根据每条直流送端的暂态压升与每条直流的端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
该系统确定多直流送出系统送端暂态过电压的流程步骤如图3所示，包括如下步骤：参数获取模块从实际电网中获取参数，计算得出每条直流的自阻抗与互阻抗参数，暂态过电压计算模块从参数获取模块获取参数，计算每条直流的暂态压升，再根据每条直流送端的暂态压升与每条直流的端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压。
本申请提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，通过参数获取模块获取多直流送出系统的相关参数，暂态过电压模块根据参数获取模块获取的参数计算每条直流送端的暂态压升；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，解决对多直流送出系统送端暂态过电压的理论计算方法的需求问题。
基于同一发明构思，本申请同时提供一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的方法，包括：
获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
根据获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升；
根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压。
优选的，根据获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升，包括：
每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure RE-RE-GDA0002481403970000051
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第 j条直流节点间的互阻抗。
优选的，根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，包括：
每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
暂态过电压计算模块，用于根据参数获取模块获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升，每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure FDA0003726485550000011
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第j条直流节点间的互阻抗；根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
2.一种确定多直流送出系统送端暂态过电压的方法，其特征在于，包括：
获取多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的端口交流电压、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗；
根据获取的多直流送出系统每条直流的有功功率和无功功率、每条直流的自阻抗，以及任意两条直流节点间的互阻抗计算每条直流送端的暂态压升，每条直流送端的暂态压升的计算方法如下：
Figure FDA0003726485550000012
其中，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升，Zeqii为第i条直流的自阻抗，Qdi为第i条直流的无功功率，Qdj为第j条直流的无功功率，Zeqij为第i条直流与第j条直流节点间的互阻抗；
根据所述暂态压升与所述端口交流电压确定每条直流送端的暂态过电压，每条直流送端的暂态过电压的计算方法如下：
Udi'＝Udi+ΔUdi
Udi’为第i条直流送端的暂态过电压，Udi为第i条直流的端口交流电压，ΔUdi为第i条直流送端的暂态压升。
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