CN111884206B - 抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法及系统，对交直流混联受端电网的多回直流进行分群，进行换相失败连锁范围的界定；根据每个直流群内直流间电气距离最短的连通路径获得直流间耦合关键路径；根据各线路的重要程度，选择各耦合关键路径中重要程度最小的线路构成阻抗调节关键线路集合；利用关键线路集合上的阻抗调节装置，在判别初始故障触发换相失败的直流群内，通过调节关键线路的阻抗，抑制直流群内的换相失败连锁；本公开在结构复杂的交流电网中以尽可能小的代价实现了换相失败连锁的抑制；考虑了实际电网复杂的网络拓扑结构，为多直流馈入电网的安全稳定运行提供具体的技术支撑策略。

Description

抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法及系统
技术领域
本公开涉及多直流馈入受端电网连锁换相失败领域，特别涉及一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
电网换相型高压直流输电系统(LCC-HVDC，Line Commutated Converter HighVoltage Direct Current)由于其跨区输电的成本和技术优势在远距离、大容量输电方面得到了广泛应用，但由于其换流元件-晶闸管为半控型器件，LCC-HVDC存在换相失败的可能性及风险。随着越来越多的直流工程密集馈入受端电网，受端区域逐渐呈现“强直弱交”的格局，交流电网对多直流系统的支撑能力相对单直流系统有所下降。当系统受到较大的扰动时，系统电压发生跌落，影响直流换相过程；与此同时，直流系统在自身控制作用下导致无功波动，通过交流电网对馈入同一电网的其他耦合程度较高的直流产生不利影响，从而有可能形成多直流的连锁换相失败故障，威胁系统的安全稳定运行。
目前多直流连锁换相失败抑制问题的研究主要从两大方面出发，即提高单直流抗扰动能力以及削弱多直流间的相互影响。在提高直流抗扰动能力方面，已有研究通过在换流阀臂串入可控子模块，利用该模块控制输出电压以辅助换相；通过增加虚拟电阻提高低压限流环节的灵敏度，加速直流系统的电流调整指令以降低换相压力；通过设置同步调相机的紧急控制架构或设计STATCOM等动态无功补偿设备的配置与控制策略，增强扰动条件下对直流系统的无功补偿能力等。
本公开发明人发现，在削弱多直流间的相互影响方面，可通过直流控制系统的协调配合和削弱直流间的交流联络两种方式来实现。如通过设计多回直流的协调控制策略及系统，以防止多回直流的控制环节同时调整而产生的较大影响和冲击，改善换流母线的电压质量，有助于促进扰动后的直流恢复，但此方式对扰动期间抑制多直流连锁换相失败的效果有限。另有研究人员提出利用背靠背直流、柔性直流等技术实现对直流的异步分区，但该方法投资较高且对于多直流密集馈入的区域难以实现。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法及系统，在结构复杂的交流电网中以尽可能小的代价实现了对换相失败连锁的阻断。系统发生故障时，利用电力电子设备快速增大对直流系统间耦合关系起主要影响作用的关键线路电气距离以削弱直流间的耦合关系；考虑网络拓扑和潮流分布等信息，设计了具体的阻抗调节装置装设位置；考虑了实际电网复杂的网络拓扑结构，为改善多直流馈入电网的安全稳定运行提供具体的保护策略。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法。
一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，包括以下步骤：
依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；使得同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败，即换相失败不会跨群连锁；
在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；
针对某一特定故障扰动，在判定触发换相失败的直流群后，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
本公开第二方面提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节系统。
一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节系统，包括：
换相失败连锁范围界定模块，被配置为：依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；使得同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败；
直流群内关键路径确定模块，被配置为：在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
阻抗调节待选线路集合确定模块，被配置为：根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；
阻抗调节触发模块，被配置为：针对某一特定故障扰动，判定触发换相失败的直流群，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，考虑抑制多直流连锁换相失败的需求特点，提出了一种在电网关键线路调节阻抗的技术路线，以较小代价改善换相失败连锁问题。
2、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，以直流分群的方式划分具有较强耦合关系的多回直流系统，界定易发生换相失败连锁的范围，提高了连锁范围确定的效率和准确度。
3、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，以图搜索的方式求取对直流间耦合关系起主要影响的交流连通路径，并量化评估该路径所包括各交流线路的重要性，以确定对直流耦合影响较大的关键路径以及调节线路阻抗对系统冲击较小的线路，并考虑不同路径可能存在的共用线路，以较小代价选取关键线路实现阻抗调节。
4、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，考虑了实际电网的复杂网络拓扑，可确定阻抗调节措施的具体实施位置，为交直流混联系统的安全稳定运行提供了技术支撑。
附图说明
图1为本公开实施例1提供的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法流程图。
图2为本公开实施例1提供的直流分群结果示意图。
图3为本公开实施例1提供的增加四回直流馈入的IEEE39系统图及潮流分布。
图4为本公开实施例1提供的耦合关键路径与线路潮流介数结果。
图5为本公开实施例1提供的直流A近区发生交流接地故障时各直流关断角。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
本公开实施例1提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，旨在削弱直流系统间的相互影响，改善换流母线电压质量，降低多直流连锁换相失败的风险。
方法总体流程如图1所示，包括以下步骤：
(1)建立受端电网的加权网络图G(V,E)，其中，V为图中的顶点集合，与电网交流节点相对应，直流节点以其交流换流母线表示；E为图中的边集合，与节点间的电气关系相对应，并对图中各边赋权建立相应的关联矩阵W。
(2)以多馈入交互作用因子MIIF对顶点间的边进行赋值，利用谱聚类方法对多回直流进行分群，通过比较任意两个直流群Ha和Hb之间的多馈入交互作用因子均值
Figure BDA0002586503780000061
以及临界多馈入交互作用因子均值
Figure BDA0002586503780000062
进行换相失败连锁范围的界定：同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败，即换相失败不会跨群连锁。
(3)再在每个直流群内，以交直流节点为顶点，以节点间的交流线路阻抗对边进行赋值，得到关联矩阵W′，搜索群内直流间电气距离最短的连通路径获得每个群内直流间的耦合关键路径。
(4)在交流潮流介数的基础上，将直流系统纳入电源集合，求解各线路的潮流介数以衡量线路的重要程度；
选择各耦合关键路径中重要程度最低的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合，若某个直流群内直流总数为m，则选出
Figure BDA0002586503780000063
个关键路径上潮流介数最小的交流线路构成该直流群的待选线路集合S0；
同时考虑多个耦合关键路径可能共用某些线路的情形，剔除冗余线路以进一步降低阻抗调节策略的动作量和对系统的影响，最终得到用于装设阻抗调节装置的关键线路方案，具体为：
将共用次数为1的线路集合从集合S0移到集合S中，并将这些线路从图中剔除，继而判断群内直流间是否还存在连通关键路径，如不存在，则输出线路集合S作为用于装设阻抗调节装置的关键线路方案；如存在，则将共用次数最多的线路移到集合S中，继续剔除这些移出的线路，并重复以上判断步骤。
(5)根据关键线路方案，在对应线路上装设阻抗调节装置。故障发生时判断触发换相失败的直流群，在该直流群内迅速增大此群关键线路的电气距离，故障清除后经一段延时恢复常态，达到抑制连锁换相失败的目的。
具体的，利用换相电压时间面积判别故障情况下触发换相失败的直流群，并启动该群的阻抗调节策略，以削弱群内直流间的耦合关系，抑制多直流换相失败连锁故障的发生。
整个策略方法的详细步骤如下：
S1：交直流混联受端系统加权网络构建
以交直流混联受端电网中各节点为顶点，建立加权网络图G(V,E)，其中，V为图中的顶点集合，与电网交流节点相对应，直流节点以其交流换流母线表示；E为图中的边集合，与节点间的交流线路相对应，每条边可赋权以度量顶点之间的电气关系，据此建立图的关联矩阵W为：
Figure BDA0002586503780000071
式中：W矩阵是n阶对称方阵；n为图中顶点个数；wij为点i、j间边的权重，根据不同的研究目标可赋予表示不同物理意义的权重。
S2：连锁换相失败范围的界定
若某回直流发生换相失败，并不必然引起全部其他直流的换相失败连锁，将多回直流依据相互耦合程度进行分群，如图2所示，使得同一群内的直流耦合程度大于群间。若能保证群间耦合程度小于换相失败连锁的触发阈值，而群内耦合程度又大于此阈值，则直流分群的结果就刻画了直流之间换相失败连锁的范围，即同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败，换相失败不会跨群连锁。满足此条件的直流分群问题可以借助谱聚类实现：
以直流为顶点，以描述直流间耦合关系的多馈入交互作用因子MIIF对顶点间的边e(i,j)赋值，即wij＝MIIFij；同时，为了评估直流间是否会发生换相失败的连锁现象，引入了临界多馈入交互作用因子CMIIF。CMIIF是根据最小关断角计算的、发生换相失败连锁的MIIF保守阈值。若两回直流之间MIIF小于CMIIF，即可认为不会发生换相失败连锁。
应用于直流分群时，定义直流群间多馈入交互作用因子的均值
Figure BDA0002586503780000081
以及临界多馈入交互作用因子的均值
Figure BDA0002586503780000082
Figure BDA0002586503780000083
式中：Ha和Hb分别为表示直流群；
Figure BDA0002586503780000084
分别为直流群Ha和Hb之间的多馈入交互作用因子均值和临界多馈入交互作用因子均值；MIIFij、CMIIFij分别为直流i、j之间的多馈入交互作用因子和临界多馈入交互作用因子；na、nb分别为直流群Ha、Hb包含的直流数。
通过直流分群以界定换相失败连锁范围，其过程如下：
S2.1：针对待分群的多回直流，建立关联矩阵W，采用谱聚类算法获取直流分群结果，群内直流耦合程度大于群间；
S2.2：在分群结果的基础上，计算任意两个直流群Ha和Hb之间的
Figure BDA0002586503780000091
以及
Figure BDA0002586503780000092
若
Figure BDA0002586503780000093
则表示Ha和Hb耦合较强，可引起两群间的换相失败连锁，因而将其合并。对任意两个直流群进行该比较判别；
S2.3：将未合并而且直流数多于1的直流群，视为待继续分群的多回直流，重复实施前两步的聚类与判别步骤。
可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以可利用k-means算法或k-medoids算法将直流进行分群，具体为以直流为点，将直流间的耦合关系通过一定方法映射为点间的距离，将耦合关系较强的直流划分为同一直流群，实现直流分群，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
S3：每个直流群内直流间耦合关键路径的求取
两个直流经由交流网络耦合的电气路径通常具有多条，每条路径的电气距离或阻抗即为路径经过的边权重之和。直流间耦合程度由各个路径共同决定，定性地讲，电气距离越小的路径对直流间耦合关系的影响越大。抑制多直流连锁换相失败，应该优先选择电气距离最短、阻抗最小的交流路径，将此最短路径定义为直流耦合关键路径。
以交直流节点为顶点，以节点间的交流线路为边，采用如下方法对节点间的边权重进行赋值：
Figure BDA0002586503780000094
式中：e(i,j)为顶点i、j之间的边；xij为节点i、j之间交流线路i-j的阻抗。
以加权网络图中直流系统的换流母线节点为端点，利用Floyd算法可快速求得同一直流群内任意两个直流间的耦合关键路径。
可以理解的，在其他一些实施方式中，还可利用Dijkstra算法求得同一群内任意两个直流间的耦合关键路径，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
S4：每个直流群内阻抗调节关键线路的选取
在潮流介数的基础上，将直流系统纳入电源集合，根据潮流计算数据，按照下式求得各交流线路的潮流介数Fij以衡量每条线路在系统中的重要程度：
Figure BDA0002586503780000101
式中：Gn为发电机与直流构成的电源节点集合；Ld为负荷与直流构成的负荷节点集合；min(Sm,Sn)为电源m出力与负荷n中的较小值；Pmn为电源m向负荷n传输的功率；Pij(m,n)为Pmn中流经线路i-j的功率。
潮流介数越大，表示该线路的重要程度越高，通过增大耦合关键路径中某回交流线路的阻抗达到增大该路径的电气距离时，为避免对系统产生较大影响，应选择重要程度较低，即潮流介数小的线路作为阻抗调节线路。将各耦合关键路径中的潮流介数最小的线路选出构成待选关键线路集合。
由于待选关键线路集合所得到的交流线路没有考虑各耦合关键路径具有共用线路的特征，可能造成一些耦合路径中选出多条交流线路，造成线路冗余的现象，为减少冗余动作量，降低成本与策略代价，对待选线路集合进行筛选，剔除不必要的阻抗调节线路。
在选择每回耦合关键路径中具有最小潮流介数的关键线路时，记录待选线路集合中各线路被选择的次数，将各线路按照被选择次数由大到小进行排序，按照顺序将被选择次数最多的线路移除，检验是否仍存在连通的耦合关键路径，若存在则将次大的线路移除，再次进行耦合关键路径的连通性校验，重复上述过程直至不存在连通的耦合关键路径为止，由被移除的线路构成的线路集合即为最终的关键线路方案。
可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以根据电气介数或者电抗加权介数判断线路的重要程度，本实施例采用的潮流介数是通过潮流评估交流线路对电源和负荷间众多传输途径重要性的；而电气介数通过在电源负荷对间注入单位电流后引起的线路电流变化来评估线路重要性；电抗加权介数根据线路的电抗对线路进行赋权进而求取介数，进而评估线路的重要程度，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。
S5：阻抗调节方案的实施方法
根据关键线路方案，在相应交流线路上装设电力电子设备，在发生故障时，起到削弱同一直流群内直流间耦合关系的作用。对于某个确定的初始扰动，并不一定要启动所有直流群的内部阻抗调节策略，可利用换相电压时间面积方法，先判断初始扰动将造成同时换相失败的直流，继而在这些直流位于的直流群内启动关键线路阻抗调节策略，有针对性地抑制后续换相失败连锁，具体为：
给定某个初始扰动，例如直流近区发生的交流短路故障，利用换相电压时间面积可判断扰动是否导致直流换相失败。扰动后，直流换流母线电压所能提供的最大换相电压时间面积Af为：
Figure BDA0002586503780000111
式中：ω为系统角频率；t1为换流阀触发脉冲发出的时刻；t2为不引起换相失败的换相最迟完成时刻，一般与参与换相的交流两相相电压交点时刻有关；e(ωt)为换相电压。
对于给定的直流系统而言，换相所需的换相电压时间面积Acr仅与直流电流有关。因而在初始扰动后，比较Af与Acr即可判断故障条件下发生换相失败的直流，即Af<Acr则判定换相失败。利用此方法识别发生同时换相失败的多回直流之后，即可在这些直流位于的直流群内，适时增大群内直流间关键线路的阻抗，以抑制后续的连锁换相失败现象。
可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以选择直流关断角或者直流电流变化量判断应启动解耦策略的直流群，通过比较直流关断角是否低于保证换相完成的临界关断角来进行判断，或比较直流电流变化量与临界值来判断是否发生换相失败。
S6：仿真分析
基于CIGRE标准直流测试模型，在PSCAD/EMTDC软件中搭建了包含4回直流的IEEE39节点改进系统，验证关键线路阻抗调节方法对抑制多直流换相失败连锁的有效性，直流系统采用整流侧定电流控制、逆变侧定关断角控制方式，控制参数与标准模型一致，系统结构及潮流数据如图3所示。
采用Floyd算法搜索4回直流两两之间的耦合关键路径，标注于图4中，关键路径中线路的潮流介数也以数字标注于图中。以线路潮流介数最小为原则，选取线路6-7作为直流群{A，B}内的关键线路，线路28-29作为直流群{C，D}内的关键线路。
在4回直流的换流母线处分别施加三相接地短路故障，从而构成不同的验证场景。故障均施加于1s，持续时间0.1s。抑制策略经0.025s延迟后增大关键线路6-7的阻抗150Ω，策略在1.325s退出。以直流A的近区发生三相接地故障为例，计算各回直流的换相电压时间面积计算结果如表1，通过结果判断，对于直流A和B而言Af<Acr，初始扰动将造成此两回直流同时换相失败；而对于直流C和D，Af>Acr表明它们不会发生换相失败。因而当直流A近区交流故障时，仅需在直流群{A,B}内采取解耦策略。
表1：各回直流的换相电压时间面积(直流A换流母线发生交流故障时)。
Figure BDA0002586503780000131
采用或不采用关键线路阻抗调节策略对应的各回直流关断角波形如图5所示，左列子图a为未采取阻断(抑制)策略的波形，右列子图b为采取阻断(抑制)策略的波形。红色虚线为关断角换相失败阈值γmin＝7°，当关断角小于γmin时认为发生了换相失败。阻断策略使A、B两回直流的换相失败完全恢复时刻分别由1.1813s、1.1798s提前至1.1780s、1.0725s，换相失败持续时间分别降低了2.13％、50.19％，另一方面，直流B在恢复过程中重复陷入换相失败的次数显著减少。
相似地，在直流B、C、D近区发生故障的场景下，按照本实施例选择关键线路进行阻抗调节，均能明显改善换相过程，削弱换相失败连锁，避免后续多次进入换相失败。各场景下采取策略与未采取策略的直流连锁换相失败抑制效果，如表2所示。
表2：换相失败恢复时刻与持续时间。
Figure BDA0002586503780000132
Figure BDA0002586503780000141
为进一步验证本实施例对抑制换相失败连锁的效果，构造其他方案进行对比。以三相接地故障情况为例，在相同的策略启动时间、阻抗增大值前提下，选取不同的策略实施位置比较效果。分别以同一耦合路径上的线路6-11、线路11-12，以及不同耦合路径上的线路7-8、线8-5、线路6-5、线路5-4、线路4-14、线路14-13、线路13-12作为策略实施位置分别进行仿真，对应直流A、B的换相失败持续时间和换相失败完全恢复时刻如表3所示。
表3：不同策略对应的换相失败完全恢复时刻与持续时间。
Figure BDA0002586503780000142
Figure BDA0002586503780000151
表3中数据显示，在对等的条件下，本实施例所提方法与其他方法相比，直流换相失败恢复更早，持续时间更少，一定程度上证实了本实施例具有更好的直流间换相失败连锁抑制效果。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节系统，包括：
换相失败连锁范围界定模块，被配置为：依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；使得同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败；
直流群内关键路径确定模块，被配置为：在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
阻抗调节待选线路集合确定模块，被配置为：根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；
阻抗调节触发模块，被配置为：针对某一特定故障扰动，判定触发换相失败的直流群，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
所述系统的工作方法与实施例1提供的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤，所述步骤为：
依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；使得同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败，即换相失败不会跨群连锁；
在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；
针对某一特定故障扰动，在判定触发换相失败的直流群后，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
详细步骤与实施例1提供的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法相同，这里不再赘述。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤，所述步骤为：
依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；使得同一群内的直流之间，在其中一回直流换相失败之后会发生连锁换相失败，而位于不同群的直流间不会发生连锁换相失败，即换相失败不会跨群连锁；
在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；
针对某一特定故障扰动，在判定触发换相失败的直流群后，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
详细步骤与实施例1提供的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法相同，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开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和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；
在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；各个直流群内阻抗调节的待选线路集合的选取方法为：
根据各关键路径中线路的潮流介数衡量线路的重要程度，在选择每回耦合关键路径中具有最小潮流介数的关键线路时，记录待选路径集合中各线路被选择的次数；
将各线路按照被选择次数由大到小进行排序，按照顺序将被选择次数最多的线路移除；
检验是否仍存在连通的耦合关键路径，若存在则将潮流介数次大的线路移除，再次进行耦合关键路径的连通性校验；
重复上述过程直至不存在连通的耦合关键路径为止，由被移除的线路构成的线路集合为最终的待选线路集合；
针对某一特定故障扰动，在判定触发换相失败的直流群后，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
2.如权利要求1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，将多回直流依据相互耦合程度进行分群，使得同一群内的直流耦合程度大于群间，若群间耦合程度小于换相失败连锁的触发阈值，而群内耦合程度又大于此阈值，直流分群的结果为直流之间换相失败连锁的范围。
3.如权利要求2所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，利用谱聚类方法对多回直流进行分群，进行换相失败连锁范围的界定，具体为：
针对待分群的多回直流，建立第一个关联矩阵，采用谱聚类算法获取直流分群结果，群内直流耦合程度大于群间；
在分群结果的基础上，对任意两个直流群进行比较判别，若两个直流群之间的多馈入交互作用因子均值大于临界多馈入交互作用因子的均值，能够引起两群间的换相失败连锁，将其合并；
将未合并而且直流数多于一个的直流群，视为待继续分群的多回直流，重复实施上述聚类与判别步骤，以直流分群的形式得到直流之间换相失败连锁的范围。
4.如权利要求1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，根据获取的电网运行参数对网络图加权，搜索加权网络图中每个直流群内的直流间电气距离最短连通路径，获得直流间耦合关键路径，具体为：
以交直流节点为顶点，以节点间的交流线路阻抗对边进行赋值，得到第二个关联矩阵，搜索加权网络图中直流间电气距离最短的连通路径获得直流间耦合关键路径；
进一步的，以加权网络图中直流系统的换流母线节点为端点，利用Floyd算法得到同一个直流群内任意两个直流间的耦合关键路径。
5.如权利要求1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，对待选关键路径集合所得到的交流路径，考虑多个耦合关键路径共用某些交流路径的情形，剔除冗余路径，得到用于装设阻抗调节装置的关键线路方案。
6.如权利要求1所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法，其特征在于，故障扰动发生后，利用换相电压时间面积方法，先判断初始扰动将造成同时换相失败的直流，继而在这些直流位于的直流群内启动关键线路阻抗调节策略，具体为：
在初始扰动后，如果换流母线电压所能提供的最大换相电压时间面积小于给定的直流系统换相所需的换相电压时间面积，则判定该直流换相失败；通过识别初始扰动造成的同时换相失败直流，在这些直流位于的直流群内，增大群内直流间关键线路的阻抗，实现后续连锁换相失败现象的抑制。
7.一种抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节系统，其特征在于，包括：
换相失败连锁范围界定模块，被配置为：依据耦合程度对受端电网的多回直流进行分群，界定换相失败可能的连锁范围；
直流群内关键路径确定模块，被配置为：在每个直流群内，根据直流间电气距离最短的连通路径，获得群内直流间换相失败连锁的关键路径；
阻抗调节待选线路集合确定模块，被配置为：根据各耦合关键路径的重要程度，选择各关键路径中重要程度最小的线路构成各个直流群内阻抗调节的待选线路集合；各个直流群内阻抗调节的待选线路集合的选取方法为：
根据各关键路径中线路的潮流介数衡量线路的重要程度，在选择每回耦合关键路径中具有最小潮流介数的关键线路时，记录待选路径集合中各线路被选择的次数；
将各线路按照被选择次数由大到小进行排序，按照顺序将被选择次数最多的线路移除；
检验是否仍存在连通的耦合关键路径，若存在则将潮流介数次大的线路移除，再次进行耦合关键路径的连通性校验；
重复上述过程直至不存在连通的耦合关键路径为止，由被移除的线路构成的线路集合为最终的待选线路集合；
阻抗调节触发模块，被配置为：针对某一特定故障扰动，判定触发换相失败的直流群，利用此群内阻抗调节待选线路集合上的装置增大线路阻抗，抑制此群内的连锁换相失败。
8.一种介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的抑制多直流换相失败连锁的关键线路阻抗调节方法中的步骤。
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