CN111368489B - 一种多端直流输电系统的试验序列建模方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多端直流输电系统的试验序列建模方法，包括：获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；构建直流运行方式模型；遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，能有效解决未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题，能有效降低切换时间。本发明还公开了一种多端直流输电系统的试验序列建模装置。

Description

一种多端直流输电系统的试验序列建模方法及装置

技术领域

本发明涉及直流输电系统技术领域，尤其涉及一种多端直流输电系统的试验序列建模方法及装置。

背景技术

多端直流输电系统是直流输电系统的一种形式，为一个送端换流站加多个受端换流站及传输线路组成，用于将电能从送端换流站所连交流电网输送至受端换流站所连交流电网，送端换流站送出的功率等于受端换流站接收功率之和。送端换流站和受端换流站均有1个极或者2个极，每个极有1个阀组或者2个阀组。每个换流站根据其不同的线路连接情况、参数设置情况、功率输送情况等各种因素，将组合成为多种运行方式，在同一时刻三个站各自的运行方式组合，称为直流输电系统的运行方式，简称直流运行方式。

为了对多端直流输电系统的功能进行测试，需要设计一系列试验，以尽可能少的试验数量覆盖尽可能多的直流运行方式，每一个试验基本流程是，将直流输电系统设置为直流运行方式A(称之为初态)，然后设置故障或者改变参数，观察直流系统电压、电流、保护动作、运行状态等的响应，直流输电系统将变化至另一个直流运行方式B(称之为末态)，方式A和方式B可以相同，也可以不同。

为了完成设计的所有试验，需要进行对试验进行排序，每个试验本身的时间是固定不变的，排序不同会影响整个试验的时间。考虑序列中的两个试验1和试验2，试验1的末态到试验2的初态，需要人工操作进行状态变更，将花费一定时间，称为切换时间，切换时间取决于试验1末态与试验2初态之间的差异，差异越大，切换时间越长。目前，由人工根据经验进行试验排序，存在未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种多端直流输电系统的试验序列建模方法及装置，能有效解决现有技术中未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题，能有效提高试验排序的合理性，进而能有效降低切换时间，降低了直流输电系统试验的总时间。

本发明一实施例提供一种多端直流输电系统的试验序列建模方法，包括：

获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；

分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；

构建直流运行方式模型；

遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；

根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述阀组连接方式时，根据所述阀组连接方式的变化情况，阀组切换时间由以下规则确定，具体如下：

当同一种阀组连接方式间变化时，t_N＝0；其中，t_N为所述阀组切换时间；

当同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，t_N＝t₁₁；其中，t₁₁为第一预设阀组切换时间，所述换流站设有第一运行极和第二运行极的一种或两种；

当同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，t_N＝t₁₂；其中，t₁₂为第二预设阀组切换时间；

当各极都存在阀组变化时，分别计算各极的切换时间，获取各极的切换时间的最大值作为所述阀组切换时间。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述功率数据时，根据所述功率数据的变化情况，功率切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化时，t_P＝0；其中，t_P为所述功率切换时间；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为正时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)；其中，ΔP₁为所述第一运行极的功率变化量，ΔP₂为所述第二运行极的功率变化量，P_rateU为预设的功率上升速率；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为负时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)；其中，P_rateD为预设的功率下降速率；

当所述第一运行极的功率变化量为正，所述第二运行极的功率变化量为负时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，-ΔP₂P_rateD)；

当所述第一运行极的功率变化量为负，所述第二运行极的功率变化量为正时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述通信状态时，根据所述通信状态的变化情况，站间通信切换时间由以下规则确定，具体如下：

当通信状态不变时，t_C＝0；其中，t_C为所述站间通信切换时间；

当通信状态存在变化时，t_C＝t₂₁；其中，t₂₁为预设通信切换时间。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述交流系统类型时，根据所述交流系统类型的变化情况，交流系统类型切换时间由以下规则确定，具体如下：

当交流系统类型不变时，t_A＝0其中，t_A为所述交流系统类型切换时间；

当交流系统类型存在变化时，t_A＝t₃₁；其中，t₃₁为预设交流系统类型切换时间。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述回线模式时，根据所述回线模式的变化情况，回线模式切换时间由以下规则确定，具体如下：

当回线模式不变时，t_L＝0其中，t_L为所述回线模式切换时间；

当回线模式存在变化时，t_L＝t₄₁；其中，t₄₁为预设回线模式切换时间。

作为上述方案的改进，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述输出模式时，根据以下公式确定输出模式切换时间，具体公式如下：

t_O＝t_OQ1+t_OQ2+t_OV1+t_OV2

其中，t_O为所述输出模式切换时间，t_OQ1为所述第一运行极的无功模式内部切换时间，t_OQ2为所述第二运行极的无功模式内部切换时间，t_OV1为所述第一运行极的空载加压模式内部切换时间，t_OV2为所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间；

根据无功模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的无功模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的无功变化量为正时，t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU；其中，ΔQ₁为所述第一运行极的无功变化量，Q_rateU为预设的无功功率上升速率；

当所述第一运行极的无功变化量为负时，t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD；其中，Q_rateD为预设的无功功率下降速率；

当所述第二运行极的无功变化量为正时，t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU；其中，ΔQ₂为所述第二运行极的无功变化量；

当所述第二运行极的无功变化量为负时，t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD；

根据空载加压模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的空载电压变化量为正时，t_OV1＝ΔV₁V_rateU；其中，ΔV₁为所述第一运行极的空载电压变化量，V_rateU为预设的空载电压上升速率；

当所述第一运行极的空载电压变化量为负时，t_OV1＝-ΔV₁V_rateD；其中，V_rateD为预设的空载电压下降速率；

当所述第二运行极的空载电压变化量为正时，t_OV2＝ΔV₂V_rateU；其中，ΔV₂为所述第二运行极的空载电压变化量；

当所述第二运行极的空载电压变化量为负时，t_OV2＝-ΔV₂V_rateD。

作为上述方案的改进，所述构建直流运行方式模型，具体包括：

按照预设的有向图模型，将每个试验作为所述有向图模型的一个节点，所有试验的序列作为所述有向图模型的有向连线，每两个试验间的切换时间作为所述有向图模型的一条所述有向连线的权值，以构建直流运行方式模型。

作为上述方案的改进，所述遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间，具体包括：

根据以下公式确定所述总切换时间，具体公式如下：

其中，t(e_i，2，e_i+1，1)＝t_N+t_P+t_C+t_A+t_L+t₀

t_tota1为任一序列下的总切换时间，n为试验总数，e_i，2为第i个试验的末态，e_i+1，1为第i+1个试验的初态，t(e_i，2，e_i+1，1)为第i个试验的末态到第i+1个试验的初态的切换时间；

所述根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，具体包括；

获取当所述总切换时间为最小值时对应的序列，作为所述多端直流输电系统的试验序列。

本发明另一实施例对应提供了一种多端直流输电系统的试验序列建模装置，包括：

数据获取模块，用于获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；

数据分析模块，用于分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；

模型构建模块，用于构建直流运行方式模型；

遍历模块，用于遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；

序列筛选模块，用于根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种多端直流输电系统的试验序列建模方法及装置，通过获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据，其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式，分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，构建直流运行方式模型，遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间，根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，这样能有效解决现有技术中未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题，通过考虑了影响直流运行方式的因素，以建立直流运行方式模型，从而能有效提高试验排序的合理性和切合度，继而提出了自动计算最优切换时间的遍历方法，大大降低了切换时间，从能有效降低直流输电系统试验的总时间。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模装置的结构示意图。

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作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。

实施例一

参见图1，是本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至S105。

S101、获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式。

示例性的，以三端双极四阀组直流输电系统为例，直流运行方式影响数据如下表1所示。

表1

S102、分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述阀组连接方式时，根据所述阀组连接方式的变化情况，阀组切换时间由以下规则确定，具体如下：

当同一种阀组连接方式间变化时，t_N＝0；其中，t_N为所述阀组切换时间；

当同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，t_N＝t₁₁；其中，t₁₁为第一预设阀组切换时间，所述换流站设有第一运行极和第二运行极的一种或两种；

当同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，t_N＝t₁₂；其中，t₁₂为第二预设阀组切换时间；

当各极都存在阀组变化时，分别计算各极的切换时间，获取各极的切换时间的最大值作为所述阀组切换时间。

本实施例中，送端换流站和受端换流站均具有一个或两个运行极，每个运行极具有一个或两个阀组。阀组连接方式发生变化时对应的切换时间具体为阀组切换时间。请参见表1，在阀组连接方式变化情况具体为同一种阀组连接方式间变化时，可以是单阀组、双阀组、三阀组或四阀组内连接方式发生变化，如双阀组内第二运行极双阀变为第一运行极高阀和第二运行极高阀，此时的阀组切换时间不发生变化。在阀组连接方式变化情况具体为同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，如第一运行极高阀变为第一运行极双阀、第一运行极双阀和第二运行极高阀变为第一运行极高阀和第二运行极高阀，此时的阀组切换时间，即第一预设阀组切换时间，可以为t_N＝5～10s。在阀组连接方式变化情况具体为同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，可以是单阀组内的连接方式与三阀组、双阀组内的连接方式间的相互变换，如第一运行极高阀变为第一运行极高阀和第二运行极低阀、第一运行极双阀和第二运行极高阀变为第一运行极双阀，此时的阀组切换时间，即第二预设阀组切换时间，可以是t_N＝5～10s。在阀组连接方式变化情况具体为第一运行极和第二运行极都存在阀组变化时，如第一运行极双阀和第二运行极双阀变为第一运行极高阀。因此，每个极的切换时间按上述方法单独计算，此时的阀组切换时间取两个极的切换时间最大值t_N＝max(t_{N_P1}，t_{N_P2})，其中，t_{N_P1}为其中一个极的切换时间，t_{N_P2}为另一个极的切换时间。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述功率数据时，根据所述功率数据的变化情况，功率切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化时，t_P＝0；其中，t_P为所述功率切换时间；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为正时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)；其中，ΔP₁为所述第一运行极的功率变化量，ΔP₂为所述第二运行极的功率变化量，P_rateU为预设的功率上升速率；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为负时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)；其中，P_rateD为预设的功率下降速率；

当所述第一运行极的功率变化量为正，所述第二运行极的功率变化量为负时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，-ΔP₂P_rateD)；

当所述第一运行极的功率变化量为负，所述第二运行极的功率变化量为正时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)。

本实施例中，请参见表1，功率在0％-100％连续。预先设置功率上升速率和功率下降速率，两者优选在100-1000MW/min范围内。功率数据发生变化时对应的切换时间具体为功率切换时间。在ΔP₁＝0且ΔP₂＝0时，则认为所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化，功率切换时间为0。在ΔP₁≥0且ΔP₂≥0时，则认为第一运行极和第二运行极的功率变化量均为正，功率切换时间具体为t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)。在ΔP₁≤0且Δp₂≤0时，则认为第一运行极和第二运行极的功率变化量均为负，功率切换时间具体为t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)。在ΔP₁≥0且ΔP₂≤0时，则认为第一运行极的功率变化量为正，第二运行极的功率变化量为负，功率切换时间具体为t_P＝max(ΔP_iP_rateU，-ΔP₂P_rateD)。在ΔP₁≤0且ΔP₂≥0时，则认为第一运行极的功率变化量为负，第二运行极的功率变化量为正，功率切换时间具体为t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)。进一步，优选的，通过计算得到t_P＝0～10min。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述通信状态时，根据所述通信状态的变化情况，站间通信切换时间由以下规则确定，具体如下：

当通信状态不变时，t_C＝0；其中，t_C为所述站间通信切换时间；

当通信状态存在变化时，t_C＝t₂₁；其中，t₂₁为预设通信切换时间。

本实施例中，请参见表1，通信状态中通信状态具体包括正常状态和异常状态。通信状态发生变化时对应的切换时间具体为站间通信切换时间。在通信状态不变时，t_C＝0。在通信状态变化时，如正常状态变为异常状态、异常状态变为正常状态，此时的站间通信切换时间，即预设通信切换时间，优选为t_C＝20～30min。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述交流系统类型时，根据所述交流系统类型的变化情况，交流系统类型切换时间由以下规则确定，具体如下：

当交流系统类型不变时，t_A＝0其中，t_A为所述交流系统类型切换时间；

当交流系统类型存在变化时，t_A＝t₃₁；其中，t₃₁为预设交流系统类型切换时间。

本实施例中，请参见表1，交流系统类型中交流系统类型具体包括大方式和小方式。交流系统类型发生变化时对应的切换时间具体为交流系统类型切换时间。在交流系统类型不变时，此时的交流系统类型切换时间为0。在交流系统类型变化时，如大方式变为小方式、小方式变为大方式，此时的交流系统类型切换时间，即预设交流系统类型切换时间，优选为t_A＝10～15min。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述回线模式时，根据所述回线模式的变化情况，回线模式切换时间由以下规则确定，具体如下：

当回线模式不变时，t_L＝0其中，t_L为所述回线模式切换时间；

当回线模式存在变化时，t_L＝t₄₁；其中，t₄₁为预设回线模式切换时间。

本实施例中，请参见表1，回线模式中回线模式具体包括金属回线模式和大地回线模式。回线模式发生变化时对应的切换时间具体为回线模式切换时间。在回线模式不变时，此时的回线模式切换时间为0。在回线模式变化时，如金属回线模式变为大地回线模式、大地回线模式变为金属回线模式，此时的回线模式切换时间，即预设回线模式切换时间，优选为t_L＝1～2min。

在一种优选的实施例中，当所述直流运行方式影响数据为所述输出模式时，根据以下公式确定输出模式切换时间，具体公式如下：

t_O＝t_OQ1+t_OQ2+t_OV1+t_OV2

其中，t_O为所述输出模式切换时间，t_OQ1为所述第一运行极的无功模式内部切换时间，t_OQ2为所述第二运行极的无功模式内部切换时间，t_OV1为所述第一运行极的空载加压模式内部切换时间，t_OV2为所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间；

根据无功模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的无功模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的无功变化量为正时，t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU；其中，ΔQ₁为所述第一运行极的无功变化量，Q_rateU为预设的无功功率上升速率；

当所述第一运行极的无功变化量为负时，t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD；其中，Q_rateD为预设的无功功率下降速率；

当所述第二运行极的无功变化量为正时，t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU；其中，ΔQ₂为所述第二运行极的无功变化量；

当所述第二运行极的无功变化量为负时，t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD；

根据空载加压模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的空载电压变化量为正时，t_OV1＝ΔV₁V_rateU；其中，ΔV₁为所述第一运行极的空载电压变化量，V_rateU为预设的空载电压上升速率；

当所述第一运行极的空载电压变化量为负时，t_OV1＝-ΔV₁V_rateD；其中，V_rateD为预设的空载电压下降速率；

当所述第二运行极的空载电压变化量为正时，t_OV2＝ΔV₂V_rateU；其中，ΔV₂为所述第二运行极的空载电压变化量；

当所述第二运行极的空载电压变化量为负时，t_OV2＝-ΔV₂V_rateD。

本实施例中，请参见表1，输出模式中输出模式具体包括有功控制模式、无功控制模式及空载加压模式。输出模式发生变化时对应的切换时间具体为输出模式切换时间。预先设置无功模式的无功功率上升速率和无功功率下降速率，两者通常在100-1000Mvar/min范围内。在ΔQ₁≥0时，则认为第一运行极的无功变化量为正，此时的第一运行极的无功模式内部切换时间为t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU。在ΔQ₁≤0时，则认为第一运行极的无功变化量为负，此时的第一运行极的无功模式内部切换时间为t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD。在ΔQ₂≥0时，则认为第二运行极的无功变化量为正，此时的第二运行极的无功模式内部切换时间为t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU。在ΔQ₂≤0时，则认为第二运行极的无功变化量为负，此时的第二运行极的无功模式内部切换时间为t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD。预先设置空载加压模式的空载电压上升速率和空载电压下降速率，两者通常在10-50kV/min范围内。在ΔV₁≥0时，则认为第一运行极的空载电压变化量为正，此时的第一运行极的空载加压模式内部切换时间t_OV1＝ΔV₁V_rateU。在ΔV₁≤0时，则认为第一运行极的空载电压变化量为负，此时的第一运行极的空载加压模式内部切换时间t_OV1＝-ΔV₁V_rateD。在ΔV₂≥0时，则认为第二运行极的空载电压变化量为正，此时的第二运行极的空载加压模式内部切换时间为t_OV2＝ΔV₂V_rateU。在ΔV₂≤0时，则认为第二运行极的空载电压变化量为负，此时的第二运行极的空载加压模式内部切换时间为t_OV2＝-ΔV₂V_rateD。进一步，优选的，通过计算得到t_O＝0～10min。

S103、构建直流运行方式模型。

基于上述实施例，优选的，步骤S103具体为：

按照预设的有向图模型，将每个试验作为所述有向图模型的一个节点，所有试验的序列作为所述有向图模型的有向连线，每两个试验间的切换时间作为所述有向图模型的一条所述有向连线的权值，以构建直流运行方式模型。

本实施例中，若试验总数集合E，含有n个试验，E＝(e₁，e₂，...e_n}，第i个试验的初态为e_i，1，末态为e_i，2。每个试验均有一个初态直流运行方式和一个末态直流运行方式，从第i个试验末态e_i，2到第j个试验初态e_j，1的切换时间由上述直流运行方式影响因素分别的切换时间线性叠加而成，得到t(e_i，2，e_j，1)＝t_N+t_P+t_C+t_A+t_L+t₀。进一步，将每个试验当作有向图的一个节点，两个试验切换时间当成有向图的一条边的权值，对于n个试验，会形成每两个试验均有互相指向的线路，以此构建直流运行方式模型。

S104、遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间。

基于上述实施例，优选的，步骤S104具体为：

根据以下公式确定所述总切换时间，具体公式如下：

其中，t(e_i，2，e_i+1，1)＝t_N+t_P+t_C+t_A+t_L+t_O

t_total为任一序列下的总切换时间，n为试验总数，e_i，2为第i个试验的末态，e_i+1，1为第i+1个试验的初态，t(e_i，2，e_i+1，1)为第i个试验的末态到第i+1个试验的初态的切换时间。

进一步，采用完全遍历法，即取遍历所有可能的排序，分别计算各序列下所有试验的总切换时间。其中，n个节点完全遍历法计算出的所有路径数量为n！。

S105、根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列。

具体的，获取当所述总切换时间为最小值时对应的序列，作为所述多端直流输电系统的试验序列

本发明实施例一提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模方法，通过获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据，其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式，分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，构建直流运行方式模型，遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间，根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，这样能有效解决现有技术中未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题，通过考虑了影响直流运行方式的因素，以建立直流运行方式模型，从而能有效提高试验排序的合理性和切合度，继而提出了自动计算最优切换时间的遍历方法，大大降低了切换时间，从能有效降低直流输电系统试验的总时间。

实施例二

参见图2，是本发明实施例二提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模装置的结构示意图，包括：

数据获取模块201，用于获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；

数据分析模块202，用于分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；

模型构建模块203，用于构建直流运行方式模型；

遍历模块204，用于遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；

序列筛选模块205，用于根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列。

优选的，该数据分析模块202包括：

阀组切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述阀组连接方式时，根据所述阀组连接方式的变化情况，阀组切换时间由以下规则确定，具体如下：

当同一种阀组连接方式间变化时，t_N＝0；其中，t_N为所述阀组切换时间；

当同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，t_N＝t₁₁；其中，t₁₁为第一预设阀组切换时间，所述换流站设有第一运行极和第二运行极的一种或两种；

当同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，t_N＝t₁₂；其中，t₁₂为第二预设阀组切换时间；

当各极都存在阀组变化时，分别计算各极的切换时间，获取各极的切换时间的最大值作为所述阀组切换时间。

优选的，该数据分析模块202包括：

功率切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述功率数据时，根据所述功率数据的变化情况，功率切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化时，t_P＝0；其中，t_P为所述功率切换时间；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为正时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)；其中，ΔP₁为所述第一运行极的功率变化量，ΔP₂为所述第二运行极的功率变化量，P_rateU为预设的功率上升速率；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为负时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)；其中，P_rateD为预设的功率下降速率；

当所述第一运行极的功率变化量为正，所述第二运行极的功率变化量为负时，t_P＝max(ΔP_iP_rateU，-ΔP₂P_rateD)；

当所述第一运行极的功率变化量为负，所述第二运行极的功率变化量为正时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)。

优选的，该数据分析模块202包括：

站间通信切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述通信状态时，根据所述通信状态的变化情况，站间通信切换时间由以下规则确定，具体如下：

当通信状态不变时，t_C＝0；其中，t_C为所述站间通信切换时间；

当通信状态存在变化时，t_C＝t₂₁；其中，t₂₁为预设通信切换时间。

优选的，该数据分析模块202包括：

交流系统类型切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述交流系统类型时，根据所述交流系统类型的变化情况，交流系统类型切换时间由以下规则确定，具体如下：

当交流系统类型不变时，t_A＝0其中，t_A为所述交流系统类型切换时间；

当交流系统类型存在变化时，t_A＝t₃₁；其中，t₃₁为预设交流系统类型切换时间。

优选的，该数据分析模块202包括：

回线模式切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述回线模式时，根据所述回线模式的变化情况，回线模式切换时间由以下规则确定，具体如下：

当回线模式不变时，t_L＝0其中，t_L为所述回线模式切换时间；

当回线模式存在变化时，t_L＝t₄₁；其中，t₄₁为预设回线模式切换时间。

优选的，该数据分析模块202包括：

输出模式切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述输出模式时，根据以下公式确定输出模式切换时间，具体公式如下：

t_O＝t_OQ1+t_OQ2+t_OV1+t_OV2

其中，t_O为所述输出模式切换时间，t_OQ1为所述第一运行极的无功模式内部切换时间，t_OQ2为所述第二运行极的无功模式内部切换时间，t_OV1为所述第一运行极的空载加压模式内部切换时间，t_OV2为所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间；

无功模式内部切换时间计算单元，用于根据无功模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的无功模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的无功变化量为正时，t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU；其中，ΔQ₁为所述第一运行极的无功变化量，Q_rateU为预设的无功功率上升速率；

当所述第一运行极的无功变化量为负时，t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD；其中，Q_rateD为预设的无功功率下降速率；

当所述第二运行极的无功变化量为正时，t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU；其中，ΔQ₂为所述第二运行极的无功变化量；

当所述第二运行极的无功变化量为负时，t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD；

空载加压模式内部切换时间计算单元，用于根据空载加压模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的空载电压变化量为正时，t_OV1＝ΔV₁V_rateU；其中，ΔV₁为所述第一运行极的空载电压变化量，V_rateU为预设的空载电压上升速率；

当所述第一运行极的空载电压变化量为负时，t_OV1＝-ΔV₁V_rateD；其中，V_rateD为预设的空载电压下降速率；

当所述第二运行极的空载电压变化量为正时，t_OV2＝ΔV₂V_rateU；其中，ΔV₂为所述第二运行极的空载电压变化量；

当所述第二运行极的空载电压变化量为负时，t_OV2＝-ΔV₂V_rateD。

优选的，该模型构建模块203包括：

直流运行方式模型构建单元，用于按照预设的有向图模型，将每个试验作为所述有向图模型的一个节点，所有试验的序列作为所述有向图模型的有向连线，每两个试验间的切换时间作为所述有向图模型的一条所述有向连线的权值，以构建直流运行方式模型。

优选的，该遍历模块204包括：

总切换时间计算单元，用于根据以下公式确定所述总切换时间，具体公式如下：

其中，t(e_i，2，e_i+1，1)＝t_N+t_P+t_C+t_A+t_L+t_O

t_total为任一序列下的总切换时间，n为试验总数，e_i，2为第i个试验的末态，e_i+1，1为第i+1个试验的初态，t(e_i，2，e_i+1，1)为第i个试验的末态到第i+1个试验的初态的切换时间；

优选的，该序列筛选模块205包括：

试验序列确定单元，用于获取当所述总切换时间为最小值时对应的序列，作为所述多端直流输电系统的试验序列。

本发明实施例二提供的一种多端直流输电系统的试验序列建模装置，通过获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据，其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式，分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，构建直流运行方式模型，遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间，根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，这样能有效解决现有技术中未考虑试验排序不合理导致试验切换时间长的问题，通过考虑了影响直流运行方式的因素，以建立直流运行方式模型，从而能有效提高试验排序的合理性和切合度，继而提出了自动计算最优切换时间的遍历方法，大大降低了切换时间，从能有效降低直流输电系统试验的总时间。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多端直流输电系统的试验序列建模方法，其特征在于，包括：

获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；

分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；

构建直流运行方式模型；

遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；

根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列；

其中，所述分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间，具体包括：

当所述直流运行方式影响数据为所述阀组连接方式时，根据所述阀组连接方式的变化情况，阀组切换时间由以下规则确定，具体如下：

当同一种阀组连接方式间变化时，t_N＝0；其中，t_N为所述阀组切换时间；

当同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，t_N＝t₁₁；其中，t₁₁为第一预设阀组切换时间，所述换流站设有第一运行极和第二运行极的一种或两种；

当同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，t_N＝t₁₂；其中，t₁₂为第二预设阀组切换时间；

当各极都存在阀组变化时，分别计算各极的切换时间，获取各极的切换时间的最大值作为所述阀组切换时间；

当所述直流运行方式影响数据为所述功率数据时，根据所述功率数据的变化情况，功率切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化时，t_P＝0；其中，t_P为所述功率切换时间；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为正时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)；其中，ΔP₁为所述第一运行极的功率变化量，ΔP₂为所述第二运行极的功率变化量，P_rateU为预设的功率上升速率；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为负时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)；其中，P_rateD为预设的功率下降速率；

当所述第一运行极的功率变化量为正，所述第二运行极的功率变化量为负时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，-ΔP₂P_rateD)；

当所述第一运行极的功率变化量为负，所述第二运行极的功率变化量为正时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)；

当所述直流运行方式影响数据为所述通信状态时，根据所述通信状态的变化情况，站间通信切换时间由以下规则确定，具体如下：

当通信状态不变时，t_C＝0；其中，t_C为所述站间通信切换时间；

当通信状态存在变化时，t_C＝t₂₁；其中，t₂₁为预设通信切换时间；

当所述直流运行方式影响数据为所述交流系统类型时，根据所述交流系统类型的变化情况，交流系统类型切换时间由以下规则确定，具体如下：

当交流系统类型不变时，t_A＝0其中，t_A为所述交流系统类型切换时间；

当交流系统类型存在变化时，t_A＝t₃₁；其中，t₃₁为预设交流系统类型切换时间；

当所述直流运行方式影响数据为所述回线模式时，根据所述回线模式的变化情况，回线模式切换时间由以下规则确定，具体如下：

当回线模式不变时，t_L＝0其中，t_L为所述回线模式切换时间；

当回线模式存在变化时，t_L＝t₄₁；其中，t₄₁为预设回线模式切换时间；

当所述直流运行方式影响数据为所述输出模式时，根据以下公式确定输出模式切换时间，具体公式如下：

t_O＝t_OQ1+t_OQ2+t_OV1+t_OV2

其中，t_O为所述输出模式切换时间，t_OQ1为所述第一运行极的无功模式内部切换时间，t_OQ2为所述第二运行极的无功模式内部切换时间，t_OV1为所述第一运行极的空载加压模式内部切换时间，t_OV2为所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间；

根据无功模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的无功模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的无功变化量为正时，t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU；其中，ΔQ₁为所述第一运行极的无功变化量，Q_rateU为预设的无功功率上升速率；

当所述第一运行极的无功变化量为负时，t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD；其中，Q_rateD为预设的无功功率下降速率；

当所述第二运行极的无功变化量为正时，t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU；其中，ΔQ₂为所述第二运行极的无功变化量；

当所述第二运行极的无功变化量为负时，t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD；

根据空载加压模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的空载电压变化量为正时，t_OV1＝ΔV₁V_rateU；其中，ΔV₁为所述第一运行极的空载电压变化量，V_rateU为预设的空载电压上升速率；

当所述第一运行极的空载电压变化量为负时，t_OV1＝-ΔV₁V_rateD；其中，V_rateD为预设的空载电压下降速率；

当所述第二运行极的空载电压变化量为正时，t_OV2＝ΔV₂V_rateU；其中，ΔV₂为所述第二运行极的空载电压变化量；

当所述第二运行极的空载电压变化量为负时，t_OV2＝-ΔV₂V_rateD；

所述构建直流运行方式模型，具体包括：

按照预设的有向图模型，将每个试验作为所述有向图模型的一个节点，所有试验的序列作为所述有向图模型的有向连线，每两个试验间的切换时间作为所述有向图模型的一条所述有向连线的权值，以构建直流运行方式模型。

2.如权利要求1所述的多端直流输电系统的试验序列建模方法，其特征在于，所述遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间，具体包括：

根据以下公式确定所述总切换时间，具体公式如下：

其中，t(e_i，2，e_i+1，1)＝t_N+t_P+t_C+t_A+t_L+t_O

t_total为任一序列下的总切换时间，n为试验总数，e_i，2为第i个试验的末态，e_i+1，1为第i+1个试验的初态，t(e_i，2，e_i+1，1)为第i个试验的末态到第i+1个试验的初态的切换时间：

所述根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列，具体包括；

获取当所述总切换时间为最小值时对应的序列，作为所述多端直流输电系统的试验序列。

3.一种多端直流输电系统的试验序列建模装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取多端直流输电系统各换流站的直流运行方式影响数据；其中，所述直流运行方式影响数据包括阀组连接方式、功率数据、通信状态、交流系统类型、回线模式及输出模式；

数据分析模块，用于分析各所述直流运行方式影响数据发生变化时对应的切换时间；

模型构建模块，用于构建直流运行方式模型；

遍历模块，用于遍历所述直流运行方式模型中所有试验的序列，并根据所述切换时间，分别计算各序列下的总切换时间；

序列筛选模块，用于根据所述总切换时间，确定所述多端直流输电系统的试验序列；

其中，所述数据分析模块包括：

阀组切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述阀组连接方式时，根据所述阀组连接方式的变化情况，阀组切换时间由以下规则确定，具体如下：

当同一种阀组连接方式间变化时，t_N＝0；其中，t_N为所述阀组切换时间；

当同极间阀组由单阀变为双阀，或由双阀变为单阀时，t_N＝t₁₁；其中，t₁₁为第一预设阀组切换时间，所述换流站设有第一运行极和第二运行极的一种或两种；

当同极间由有阀组变为无阀组，或由无阀组变为有阀组时，t_N＝t₁₂；其中，t₁₂为第二预设阀组切换时间；

当各极都存在阀组变化时，分别计算各极的切换时间，获取各极的切换时间的最大值作为所述阀组切换时间；

功率切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述功率数据时，根据所述功率数据的变化情况，功率切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率均无变化时，t_P＝0；其中，t_P为所述功率切换时间；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为正时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，ΔP₂P_rateU)；其中，ΔP₁为所述第一运行极的功率变化量，ΔP₂为所述第二运行极的功率变化量，P_rateU为预设的功率上升速率；

当所述第一运行极和所述第二运行极的功率变化量均为负时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，-ΔP₂P_rateD)；其中，P_rateD为预设的功率下降速率；

当所述第一运行极的功率变化量为正，所述第二运行极的功率变化量为负时，t_P＝max(ΔP₁P_rateU，-ΔP₂P_rateD)；

当所述第一运行极的功率变化量为负，所述第二运行极的功率变化量为正时，t_P＝max(-ΔP₁P_rateD，ΔP₂P_rateU)；

站间通信切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述通信状态时，根据所述通信状态的变化情况，站间通信切换时间由以下规则确定，具体如下：

当通信状态不变时，t_C＝0；其中，t_C为所述站间通信切换时间；

当通信状态存在变化时，t_C＝t₂₁；其中，t₂₁为预设通信切换时间；

交流系统类型切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述交流系统类型时，根据所述交流系统类型的变化情况，交流系统类型切换时间由以下规则确定，具体如下：

当交流系统类型不变时，t_A＝0其中，t_A为所述交流系统类型切换时间；

当交流系统类型存在变化时，t_A＝t₃₁；其中，t₃₁为预设交流系统类型切换时间；

回线模式切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述回线模式时，根据所述回线模式的变化情况，回线模式切换时间由以下规则确定，具体如下：

当回线模式不变时，t_L＝0其中，t_L为所述回线模式切换时间；

当回线模式存在变化时，t_L＝t₄₁；其中，t₄₁为预设回线模式切换时间；

输出模式切换时间计算单元，用于当所述直流运行方式影响数据为所述输出模式时，根据以下公式确定输出模式切换时间，具体公式如下：

t_O＝t_OQ1+t_OQ2+t_OV1+t_OV2

其中，t_O为所述输出模式切换时间，t_OQ1为所述第一运行极的无功模式内部切换时间，t_OQ2为所述第二运行极的无功模式内部切换时间，t_OV1为所述第一运行极的空载加压模式内部切换时间，t_OV2为所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间；

无功模式内部切换时间计算单元，用于根据无功模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的无功模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的无功变化量为正时，t_OQ1＝ΔQ₁Q_rateU；其中，ΔQ₁为所述第一运行极的无功变化量，Q_rateU为预设的无功功率上升速率；

当所述第一运行极的无功变化量为负时，t_OQ1＝-ΔQ₁Q_rateD；其中，Q_rateD为预设的无功功率下降速率；

当所述第二运行极的无功变化量为正时，t_OQ2＝ΔQ₂Q_rateU；其中，ΔQ₂为所述第二运行极的无功变化量；

当所述第二运行极的无功变化量为负时，t_OQ2＝-ΔQ₂Q_rateD；

空载加压模式内部切换时间计算单元，用于根据空载加压模式的变化情况，所述第一运行极、所述第二运行极的空载加压模式内部切换时间由以下规则确定，具体如下：

当所述第一运行极的空载电压变化量为正时，t_OV1＝ΔV₁V_rateU；其中，ΔV₁为所述第一运行极的空载电压变化量，V_rateU为预设的空载电压上升速率；

当所述第一运行极的空载电压变化量为负时，t_OV1＝-ΔV₁V_rateD；其中，V_rateD为预设的空载电压下降速率；

当所述第二运行极的空载电压变化量为正时，t_OV2＝ΔV₂V_rateU；其中，ΔV₂为所述第二运行极的空载电压变化量；

当所述第二运行极的空载电压变化量为负时，t_OV2＝-ΔV₂V_rateD；

所述模型构建模块包括：

直流运行方式模型构建单元，用于按照预设的有向图模型，将每个试验作为所述有向图模型的一个节点，所有试验的序列作为所述有向图模型的有向连线，每两个试验间的切换时间作为所述有向图模型的一条所述有向连线的权值，以构建直流运行方式模型。

Images