CN114142456A - 特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 - Google Patents
特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114142456A CN114142456A CN202111219457.8A CN202111219457A CN114142456A CN 114142456 A CN114142456 A CN 114142456A CN 202111219457 A CN202111219457 A CN 202111219457A CN 114142456 A CN114142456 A CN 114142456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct current
- stability
- alternating current
- power grid
- impedance
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 10
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000036039 immunity Effects 0.000 claims description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 4
- 229940088592 immunologic factor Drugs 0.000 claims description 4
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
-
- 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
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- 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
- 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
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
-
- 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—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Electricity, gas 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
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- 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
- H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Abstract
本发明涉及配电网承载力评估技术领域，特别涉及特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，通过建立交直流电网微分－代数模型，稳定性同质化能量函数，交直流电网稳定性评估指标，分析交直流电网稳定性影响因素，稳定性评估直流落点时序优化，能有效提高交直流电网稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及配电网评估技术领域，特别涉及特高压交直流电网稳定性同质化评估方法。
背景技术
特高压交直流输电可实现大规模、长距离、大容量的能量传输和跨区域异步组网。随着特高压交直流电网在整个电力系统中所占比例的增加，研究直流电网对整个输电系统的影响，实现对整个交直流系统可靠性的快速评估和薄弱环节判别显得尤为重要。近年来，研究人员对特高压电网的安全稳定及稳定性评估的关注度逐渐提升。目前有双脉冲超高压直流输电系统的稳定性评估模型，但未全面考虑交流系统的影响。同时研究了特高压主网架下全部电压等级的电力网络的稳定性评估，但其在可靠性评估指标方面未对特高压交直流系统建立较为全面模型。截至目前，特高压交流直流混合系统可靠性评估还没有较为成熟全面的指标体系和评估方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其技术方案如下：
特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，包括以下步骤：
1)交直流电网模型，系统状态方程的表达式如下：
式中，A＝ga-gbgd -1gc；
2)稳定性同质化能量函数，系统的总能量表达式如下：
VN＝VK+VP (1-2)
式中，VK为系统的总动能，表达式如如下：
VP为系统的总势能，表达式如下：
3)交直流电网稳定性影响因素分析，包括直流控制参数对系统稳定性的影响、交流系统强度对系统稳定性的影响以及联络耦合阻抗对系统稳定性的影响；
4)交直流电网稳定性评估指标，包括电压相互作用指标、短路比指标以及换相失败免疫指标；
5)稳定性评估直流落点时序优化。
步骤3)所述直流控制参数对系统稳定性的影响，是指当参数变化时逆变侧定关断角控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数ki减小时特征值将靠近虚轴，不利于系统稳定性；整流侧定电流控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数kp减小时，特征值将远离虚轴，有利于系统稳定性。
步骤3)所述交流系统强度对系统稳定性的影响，是指交流系统等值阻抗越小，换流母线距离发电机等值电动势的电气距离越近，交流系统强度越大，对直流系统的支撑能力也越好；交流系统等值阻抗越大，换流母线距离发电机等值电动势的电气距离越远，交流系统强度越小，对直流系统的支撑能力也越小。
步骤3)所述联络耦合阻抗对系统稳定性的影响，是指多直流馈入系统中，各直流之间的耦合阻抗Zij增大，直流系统之间电气距离增大，耦合减弱，系统稳定性弱；各直流之间的耦合阻抗Zij减小，直流系统之间电气距离缩短，耦合增强，系统稳定性强。
步骤4)所述电压相互作用指标，表达式如下：
式中，MIIF为多馈入相互作用因子，当换流母线i受到小扰动时，其电压幅值下降ΔVi,换流母线j处电压幅值下降ΔVj，两者的比值ΔVj/ΔVi反应各回直流系统换流站间的相互作用，指标量化了各换流站换流母线之间的电压相互影响，MIIF越大，则说明两个直流祸合越紧密，反之越小；当两个直流之间无电气祸合时，MIIF＝0；当两条直流系统电气距离非常近或者馈入同一母线时，MIIF＝1；MIIF≥0.6认为表征两直流系统之间存在强相互作用，MIIF≤0.15认为两直流系统换流母线电气距离较远，可以忽略两直流系统之间的相互作用；在工程应用方面，从各换流母线处对交直流系统进行多端口戴维南等效，使用阻抗矩阵法来近似计算各直流系统之间相互作用，Zeqii为第i回换流母线节点自阻抗，Zeqij为第i回和第j回换流母线之间的互阻抗。
步骤4)所述短路比指标，表达式如下：
式中：式中SCR是母线处的短路容量和设备的额定容量的比值，能够衡量设备投入时对电力系统影响的大小，从而可以检验系统的强弱，设备可以是负荷，HVDC换流器或者静止无功补偿器；在交直流混联系统中，短路比指标用于评估交流系统对直流系统的接纳能力，指标越大，交流系统所能接纳直流传输的功率越大，系统电压稳定性越好，Saci为换流母线处的短路容量；PdiN为直流额定功率。Zi为交流系统的等值阻抗；ViN为换流母线额定电压。
步骤4)所述换相失败免疫指标，表达式如下：
式中，CFII为换相失败免疫因子，是指当交流系统故障距离换流站电气距离较近或故障较为严重时，会导致直流系统发生换相失败现象，为对交流系统故障情况下直流系统抵御换相失败风险的能力有一个认识，采用换相失败免疫因子CFII来衡量交流系统故障时直流系统抵御换相失败的免疫水平，Zfault为换流母线H相感性接地短路时引起直流系统临界换相失败的阻抗。对于直流来说，CFII越大越好，CFII越大表明直流系统越不易在交流系统故障时而发生换相失败。
步骤5)所述稳定性评估直流落点时序优化，包括如下步骤：
5.1)开始，确定k种直流落点及接入方式方案；
5.2)计算所有方案下多馈入短路比指标；
5.3)再次形成直流落点及接入方式方案；
5.4)判断，当满足k≤2条件时，返回步骤5.2继续执行；当不满足k≤2条件时，执行步骤5.5；
5.5)形成直流落点及接入方案时序优化结果，停止。
与现有技术相比，其有益效果在于：通过建立交直流电网微分－代数模型，稳定性同质化能量函数，交直流电网稳定性评估指标，分析交直流电网稳定性影响因素，稳定性评估直流落点时序优化，能有效提高系统的稳定性。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1交直流电网结构示意图；
图2直流落点及接入方案时序优化流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
交直流混联系统根据所研究的问题，在系统建模过程中，状态变量选择可以是直流电流，直流电压等物理量，也可以是数学上抽象的变量，这里选取直流电流Id和直流定电流和定关断角控制控制系统中积分环节后的变量xr和xt为状态变量建立直流输电系统微分代数模型。
换流器的主要作用为实现电能转换，根据电力电子知识，直流电压及关断角可以用以下代数方程描述：
特高压远距离直流输电系统其直流输电线路一般由架空线路组成，对地电容较小，在系统受到扰动造成直流电流波动时，其动态方程简写为：
当n条直流馈入系统时，各直流的整流侧与逆变侧均具有独立的控制系统，若各直流系统采用相同控制方式，则其方程形成过程与单直流馈入类似且在表达式上具有相同部分，因此描述状态变量动态变化的微分方程线性化后的方程应具有以下形式：
因各直流系统通过受端交流电网存在耦合作用，矩阵gd将不再是对角阵。矩阵gd的非对角元素体现了各直流换流母线之间通过交流电网形成的耦合作用，因此描述系统约束关系的代数方程线性化后的方程应具有以下形式：
式(1-12)，(1-13)构成了多直流馈入系统模态分析模型，消去中间变量后可得到系统状态方程的标准形式
其中A＝ga-gbgd -1gc。
实施例2
如图1所示，由同质化能量函数可知，在系统发生故障情况下，与采用同步坐标相比，采用惯量坐标时系统总动能减少了
该值与负荷动能和支路电阻的动能相关。
由于电阻只与系统的有功功率相关，所以支路电阻的动能不会影响系统的稳定。因此，只有电抗的动能对系统的稳定性有决定性的影响。
另外，系统的稳定性还与各发电机是否同步有关，即与不同的发电机间角度差是否一致有关，因此，可以忽略负荷的影响。则此时，系统的总能量为
VN＝VK+VP (1-2)
其中；VK为系统的总动能；VP为系统的总势能。
与交流输电方式相比，直流输电方式灵活经济，但直流系统非线性快速动态元件和控制器调节作用也增加了系统结构的复杂性，故障条件下，交直流及直流系统之间相互作用使得系统无功电压耦合特性变得更为复杂。在交直流混联系统电压稳定机理探究方面，直流控制参数不当是造成交直流混联系统电压失稳的因素之一。
交直流电网稳定性量化在多直流馈入系统中，各直流之间互相耦合紧密，相互作用复杂，在大规模交直流混联系统量化评估方面，从衡量直流系统之间相互作用及定义多馈入短路比角度进行深入研究。
实施例3
直流控制系统参数的好坏将直接影响直流系统的动态特性，以单直流馈入系统为例分析控制器中的比例积分环节参数变化对系统稳定性的影响，当参数变化时逆变侧定关断角控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数ki减小时特征值将靠近虚轴，不利于系统稳定性；整流侧定电流控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数kp减小时，特征值将远离虚轴，有利于系统稳定性，但过大的比例环节或者过小的积分环节同样不利于系统稳定性
实施例4
交流系统等值阻抗越小，换流母线距离发电机等值电动势的电气距离越近，交流系统强度越大，对直流系统的支撑能力也越好，反之，则越弱。通过调整逆变侧交流系统等值阻抗即可获得不同强度下的交直流系统运行信息，结合电网运行信息及相关理论可求取不同运行场景下系统特征值。单直流馈入系统交流侧等值阻抗时系统特征值变化情况，交流系统等值电感(对应于阻抗4)在38.3mH至76.62mH范围变化，模态分析方法所得关键特征值实部在-9.4至-0.62范围内变化，逐渐增大交流系统等值阻抗时，意味着交流系统对直流系统的支撑能力减弱，关键特征值(实部)逐步靠近零点，代表系统稳定性减弱。
实施例5
多直流馈入系统中，各直流之间的耦合阻抗Zij能够在一定程度上表征各直流之间耦合紧密程度，对系统稳定性也有着一定的影响，同样以两直流馈入系统为例，在保持各换流母线短路容量不变的前提下，通过增大其交流系统联络阻抗Z12来分析交流系统耦合阻抗变化对系统稳定性的影响，交流系统联络阻抗Z12等值电感从30mH变化为120mH。随着交流系统联络阻抗的增大，两直流系统之间电气距离不断增大，耦合减弱。两直流系统多馈入短路比也同时不断增大。
实施例6
考虑到MIIF为实验型参数，需要基于时域仿真来求取，在仿真过程中，耗时长且存在误差，在大规模交直流混联系统工程应用中实施较为困难。在工程应用方面，一般从各换流母线处对交直流系统进行多端口戴维南等效，使用阻抗矩阵法来近似计算各直流系统之间相互作用。
其中Zeqii为第i回换流母线节点自阻抗，Zeqij为第i回和第j回换流母线之间的互阻抗。
实施例7
结合LCC-HVDC直流输电具体特性，可推得短路比与换相角关系式为：
当直流输电功率Pdi增大时，若换流母线电压ViN不变，直流电流Id将增大，从而逆变器换相角μ增大，单馈入短路比减小。
关于高压直流电网另一个经常使用的是有效短路比(Effective Short CircuitRatio,ESCR)，ESCR剔除了换流站内滤波器和无功补偿设备的影响，仅考虑交流系统的支撑能力，有效短路比的定义为：
多馈入系统中，考虑直流换流站之间的相互作用，定义第i回直流的多馈入短路比(Multi-infeed Short Circuit Ratio，MISCR)为：
同样若剔除换流站内滤波器和无功补偿设备的影响，多馈入有效短路比(Multi-infeed Effective Short Circuit Ratio,MIESCR)定义为：
考虑到交直流系统运行方式变化，多馈入运行短路比(Multi-infeed OperationShort Circuit Ratio,MIOSCR)定义为：
其中：Vi为换流母线处实际运行电压；Pdi和Pdj为直流输电系统i和j实际运行方式下传输功率；Zbci为换流母线处无功补偿装置等值阻抗；
实施例8
如图2所示，短路比指标计算简单快捷并可以快速评估交直流混联系统安全稳定性，针对k种直流落点接入方案，将产生k个多馈入短路比，每种方案下，各回直流多馈入短路比中总有一个最小，是系统薄弱区。在所有方案中最小多馈入短路比越大，表明在该方案下直流系统馈入交流系统后稳定性越好，该接入方案为最优接入方案，在该方案直流落点及接入方式基础下，重复上述流程，直至确定所有方案，形成直流落点及接入方案时序优化结果。
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。
最后应当说明的是：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换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)交直流电网模型，系统状态方程的表达式如下：
式中，A＝ga-gbgd -1gc；
2)稳定性同质化能量函数，系统的总能量表达式如下：
VN＝VK+VP (2-2)
式中，VK为系统的总动能，表达式如如下：
VP为系统的总势能，表达式如下：
3)交直流电网稳定性影响因素分析，包括直流控制参数对系统稳定性的影响、交流系统强度对系统稳定性的影响以及联络耦合阻抗对系统稳定性的影响；
4)交直流电网稳定性评估指标，包括电压相互作用指标、短路比指标以及换相失败免疫指标；
5)稳定性评估直流落点时序优化。
2.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤3)所述直流控制参数对系统稳定性的影响，是指当参数变化时逆变侧定关断角控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数ki减小时特征值将靠近虚轴，不利于系统稳定性；整流侧定电流控制器比例环节常数kp增大或积分环节时间常数kp减小时，特征值将远离虚轴，有利于系统稳定性。
3.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤3)所述交流系统强度对系统稳定性的影响，是指交流系统等值阻抗越小，换流母线距离发电机等值电动势的电气距离越近，交流系统强度越大，对直流系统的支撑能力也越好；交流系统等值阻抗越大，换流母线距离发电机等值电动势的电气距离越远，交流系统强度越小，对直流系统的支撑能力也越小。
4.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤3)所述联络耦合阻抗对系统稳定性的影响，是指多直流馈入系统中，各直流之间的耦合阻抗Zij增大，直流系统之间电气距离增大，耦合减弱，系统稳定性弱；各直流之间的耦合阻抗Zij减小，直流系统之间电气距离缩短，耦合增强，系统稳定性强。
5.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤4)所述电压相互作用指标，表达式如下：
式中，MIIF为多馈入相互作用因子，当换流母线i受到小扰动时，其电压幅值下降ΔVi,换流母线j处电压幅值下降ΔVj，两者的比值ΔVj/ΔVi反应各回直流系统换流站间的相互作用，指标量化了各换流站换流母线之间的电压相互影响，MIIF越大，则说明两个直流祸合越紧密，反之越小；当两个直流之间无电气祸合时，MIIF＝0；当两条直流系统电气距离非常近或者馈入同一母线时，MIIF＝1；MIIF≥0.6认为表征两直流系统之间存在强相互作用，MIIF≤0.15认为两直流系统换流母线电气距离较远，可以忽略两直流系统之间的相互作用；在工程应用方面，从各换流母线处对交直流系统进行多端口戴维南等效，使用阻抗矩阵法来近似计算各直流系统之间相互作用，Zeqii为第i回换流母线节点自阻抗，Zeqij为第i回和第j回换流母线之间的互阻抗。
6.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤4)所述短路比指标，表达式如下：
式中：式中SCR是母线处的短路容量和设备的额定容量的比值，能够衡量设备投入时对电力系统影响的大小，从而可以检验系统的强弱，设备可以是负荷，HVDC换流器或者静止无功补偿器；在交直流混联系统中，短路比指标用于评估交流系统对直流系统的接纳能力，指标越大，交流系统所能接纳直流传输的功率越大，系统电压稳定性越好，Saci为换流母线处的短路容量；PdiN为直流额定功率。Zi为交流系统的等值阻抗；ViN为换流母线额定电压。
7.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤4)所述换相失败免疫指标，表达式如下：
式中，CFII为换相失败免疫因子，是指当交流系统故障距离换流站电气距离较近或故障较为严重时，会导致直流系统发生换相失败现象，为对交流系统故障情况下直流系统抵御换相失败风险的能力有一个认识，采用换相失败免疫因子CFII来衡量交流系统故障时直流系统抵御换相失败的免疫水平，Zfault为换流母线H相感性接地短路时引起直流系统临界换相失败的阻抗。对于直流来说，CFII越大越好，CFII越大表明直流系统越不易在交流系统故障时而发生换相失败。
8.根据权利要求1所述的特高压交直流电网稳定性同质化评估方法，其特征在于，步骤5)所述稳定性评估直流落点时序优化，包括如下步骤：
5.1)开始，确定k种直流落点及接入方式方案；
5.2)计算所有方案下多馈入短路比指标；
5.3)再次形成直流落点及接入方式方案；
5.4)判断，当满足k≤2条件时，返回步骤5.2继续执行；当不满足k≤2条件时，执行步骤5.5；
5.5)形成直流落点及接入方案时序优化结果，停止。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111219457.8A CN114142456A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111219457.8A CN114142456A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114142456A true CN114142456A (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=80394469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111219457.8A Pending CN114142456A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114142456A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014173131A1 (zh) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | 国家电网公司 | 一种基于响应的大电网全态势在线一体化量化评估方法 |
| CN104967152A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种多馈入交直流混合电力系统的电压稳定性评估方法 |
| CN108879664A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 基于广域量测的交直流系统在线电压稳定评估方法 |
| CN110198044A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-09-03 | 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 | 考虑传输功率极限的lcc-hvdc换相失败免疫能力评估方法及系统 |
| CN110994599A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院 | 基于大数据的特高压交直流送出型电网稳定性判断方法 |
-
2021
- 2021-10-19 CN CN202111219457.8A patent/CN114142456A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014173131A1 (zh) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | 国家电网公司 | 一种基于响应的大电网全态势在线一体化量化评估方法 |
| CN104967152A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-07 | 华中科技大学 | 一种多馈入交直流混合电力系统的电压稳定性评估方法 |
| CN108879664A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 基于广域量测的交直流系统在线电压稳定评估方法 |
| CN110198044A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-09-03 | 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 | 考虑传输功率极限的lcc-hvdc换相失败免疫能力评估方法及系统 |
| CN110994599A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院 | 基于大数据的特高压交直流送出型电网稳定性判断方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄俊辉;王海潜;汪惟源;谢珍建;张文嘉;孙文涛;: "基于多馈入直流评估指标的江苏电网安全稳定性研究", 中国电力, no. 05 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112564175B (zh) | 新能源多场站短路比计算方法、装置及存储介质 | |
| CN111969567B (zh) | 混联型直流输电系统受端交流故障处理方法及系统 | |
| CN104967152A (zh) | 一种多馈入交直流混合电力系统的电压稳定性评估方法 | |
| CN111682571B (zh) | 混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法及系统 | |
| CN106655234B (zh) | 一种线路阻抗和联络线功率对广义短路比影响的分析方法 | |
| CN110474342B (zh) | 一种配电网电压暂降扰动治理效果评估模型构建的方法 | |
| CN110492499B (zh) | 多馈入直流辅助功率/频率组合控制器协调优化控制方法 | |
| Ahmad et al. | A placement method of fuzzy based unified power flow controller to enhance voltage stability margin | |
| Ohuchi et al. | Stability assessment of a high-voltage DC transmission system using MIMO-and SISO-Based impedances | |
| CN108599220B (zh) | 一种评估同步调相机对lcc-hvdc换相失败抑制作用的方法及系统 | |
| Thukaram et al. | Optimum allocation of reactive power for voltage stability improvement in AC–DC power systems | |
| CN109327037B (zh) | 一种分层接入直流换相失败预防控制整定方法及装置 | |
| Kuchibhatla et al. | An elephant herding optimization algorithm-based static switched filter compensation scheme for power quality improvement in smart grid | |
| CN106505563B (zh) | 一种电网故障下并网变流器韧性评估方法 | |
| CN114447984A (zh) | 适用海上风电汇集线路故障的低电压穿越控制方法及应用 | |
| CN110768285A (zh) | 一种交直流混联直流多馈入受端电网强度获得方法 | |
| CN114142456A (zh) | 特高压交直流电网稳定性同质化评估方法 | |
| CN112787352B (zh) | 基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法 | |
| 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 | |
| CN109839570A (zh) | 一种多端交直流混合配电网直流高阻故障检测方法和装置 | |
| CN105574240A (zh) | 基于多馈入交直流系统关键直流电压稳定性的判别方法 | |
| Ahmad et al. | Optimal placement of unified power flow controller by dynamic implementation of system-variable-based voltage-stability indices to enhance voltage stability | |
| CN113054655B (zh) | 一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法 | |
| Ghatak et al. | Comparative Analysis of Control Systems of Distribution Static Synchronous Compensator | |
| CN113517713B (zh) | 适用于交直流混联系统的静态电压安全域分析方法及装置 |
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 |