一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明专利技术根据变电站站址条件、电力平衡等确定备选的直流落点集合，根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新增直流接入落点，综合考虑直流多馈入短路比、电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性等多约束条件，迭代给出受端电网的直流接入能力。本发明专利技术内容有利于指导电网规划部门合理规划受端电网直流落点，给出受端电网接入直流能力的合理水平，减少直流建设的盲目性，提高电网运行控制水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统及其自动化
，更准确地说，本专利技术涉及一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法。
技术介绍
高压直流(HVDC)输电以其独特的优点已成为国内大区互联和远距离大容量输电的重要形式，为我国大范围的资源优化配置发挥了重要作用。随着电网的不断发展建设，多回直流输电线路落点同一交流受端电网不可避免，南方电网和华东电网均已发展成为典型的直流多馈入受端电网，直流馈入容量不断增长。为了更好地指导电网建设和维护受端电网安全稳定，必须研究解决一个关键问题，即如何评估受端电网接受直流馈入功率的能力，包括电网允许馈入的功率总量和允许的最大单回馈入容量如何确定，应遵循什么原则选择直流落点才能有效提高受端电网的直流受电能力等。这些问题已经成为大电网规划和设计中亟待解决的关键技术问题。影响电网直流受电能力的因素很多，在实际电力的生产运行中，电网的低谷调峰能力、直流近区的潮流疏散能力、局部电网的电压稳定、系统频率安全、电网的暂态动态稳定特性、多直流交直流交互影响特性等等，均会对电网的直流接入能力造成限制。目前有关受端电网直流最大受电规模的研究较少，相关专利多是关于直流落点的优化选择，且考虑约束因素相对较少。专利《一种受端电网直流落点的选择方法》(申请号CN201410239756.1)公开了一种直流落点选择方法，主要考虑短路比和暂稳特性两个稳定性指标及电网建设成本和网络损耗成本两个经济性指标。专利《一种优化直流集中馈入受端系统直流落点的方法》(申请号CN201310545965.4)提出的优化直流落点方法中考虑了不同直流接入方案对直流换相失败区域的影响。专利《一种基于多馈入短路比的多直流落点选择方法》(已授权，CN201210081310.1)通过对不同直流落点方案多馈入短路比的计算、处理、分析选择较优的直流落点方案。专利《一种交流受端电网直流受电规模的计算方法》(申请号CN201410104305.7)提出了一种交流受端电网直流受电规模的计算方法，该方法仅考虑直流多馈入短路比约束，不能完全满足电网运行控制要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为了评估受端电网接受直流馈入的能力，提高交直流混联大电网运行管理水平，给出一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法。该方法根据变电站站址条件、电力平衡等确定备选的直流落点集合,根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新增直流接入落点，综合考虑直流多馈入短路比、电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性等多约束条件，迭代给出受端电网的直流接入能力。具体地说，本专利技术是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：1、一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法，包括如下步骤：1-1)基于某一确定网架，记其中已接入M条直流，每条直流的容量分别为Pd,i(i＝1,2,…,M)，形成典型运行方式，其中接入的M条直流均满容量送电，根据变电站站址条件、电力平衡等确定备选的直流落点集合，假设共有N个可供选择的直流落点；1-2)根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新增直流接入落点，新接入直流的初始容量记为Pnew(Pnew与直流电压等级有关，±500kV一般为3000MW，±800kV一般为8000MW，±1000kV一般为10000MW，本步骤中默认初始接入容量为8000MW)。1-3)利用1-2)中得到有直流落点，建立新的电网运行方式数据，原有接入直流输送功率保持不变，新增直流容量Pnew；1-4)计算所有M+1条直流的多馈入有效短路比MESCRi(i＝1,2,…,M+1)，若所有直流的多馈入有效短路比均大于某一阈值Rref(根据相关文献，Rref一般取2-2.5)，进行1-5)，否则进行1-6)；1-5)校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若全部满足条件则令M＝M+1，返回1-1)，否则进行1-8)；1-6)降低新接入的直流输送功率Pad(Pad为根据可接受的误差设定的直流功率调整步长，如可取100MW)，令Pnew＝Pnew-Pad，形成新的运行方式，计算所有直流的多馈入有效短路比，若仍存在直流的多馈入有效短路比小于Rref，返回1-6)，否则进行1-7)；1-7)校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若满足所有约束，则进行1-9)，否则进行1-8)1-8)降低新接入的直流输送功率Pad，令Pnew＝Pnew-Pad，形成新的运行方式，校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若满足所有约束，进行1-9)，否则返回1-8)；1-9)计算受端电网的直流接入能力为上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤1-2)中根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新增直流接入落点，其具体方法及步骤如下：2-1)计算典型方式下已接入的M条直流的多馈入有效短路比MSCRi(i＝1,2,…,M)，记多馈入有效短路比最小的直流编号为NUM；2-2)计算典型方式下N个备选直流落点的短路容量Sac,j(j＝1,2,…,N)，记其中短路容量最大值为Sacmax，短路容量最小值为Sacmin，得到第j个备选直流落点的短路容量指标Sj，Sj=Sac,j-SacminSacmax-Sacmin,j=1,2,...,N---(1);]]>2-3)对第j个备选直流落点，计算其与原有接入直流的落点间的等值阻抗Zeq,mn(m,n＝1,2,…,M,M+1；M+1表示在第j个直流落点新接入的直流编号),根据等值阻抗及直流接入容量计算新接入直流对原有接入直流的影响程度指标Aj，新接入直流对最薄弱直流的影响程度指标Bj，所有已接入直流对新接入直流的影响程度指标Cj，其计算如下所示，Aj,eq=Σi=1M|Zeq,i(M+1)|Pnew|Zeq,ii|Pd,iBj,eq=|Zeq,(NUM)(M+1)|Pnew|Zeq,(NUM)(NUM)|Pd,iCj,eq=Σi=1M|Zeq,(M+1)i|Pd,i|Zeq,(M+1)(M+1)|Pnew---(2)]]>对所有N个备选直流落点，记Amax＝max{A1,eq,A2,eq,...,AN,eq,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：基于某一确定网架，记其中已接入M条直流，每条直流的容量分别为Pd,i，其中，i＝1,2,…,M，形成典型运行方式，其中接入的M条直流均满容量送电，根据变电站站址条件、电力平衡等确定备选的直流落点集合，假设共有N个可供选择的直流落点；步骤二：根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新增直流接入落点，新接入直流的初始容量记为Pnew。步骤三：利用步骤二中得到有直流落点，建立新的电网运行方式数据，原有直流输送功率保持不变，新增直流容量Pnew；步骤四：计算所有M+1条直流的多馈入有效短路比MESCRi，其中，i＝1,2,…,M+1，若所有直流的多馈入有效短路比均大于某一阈值Rref，进行步骤五，否则进行步骤六；步骤五：校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N‑1暂态稳定性，若全部满足条件则令M＝M+1，返回步骤一，否则进行步骤八；步骤六：降低新接入的直流输送功率Pad，Pad为根据可接受的误差设定的直流功率调整步长，令Pnew＝Pnew‑Pad，形成新的运行方式，计算所有直流的多馈入有效短路比，若仍存在直流的多馈入有效短路比小于Rref，返回步骤六，否则进行步骤七；步骤七：校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N‑1暂态稳定性，若满足所有约束，则进行步骤九，否则进行步骤八；步骤八：降低新接入的直流输送功率Pad，令Pnew＝Pnew‑Pad，形成新的运行方式，校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N‑1暂态稳定性，若满足所有约束，进行步骤九，否则返回步骤八；步骤九：计算受端电网的直流接入能力为...

【技术特征摘要】
1.一种考虑多约束的受端电网直流接入能力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：基于某一确定网架，记其中已接入M条直流，每条直流的容量分别为Pd,i，其中，
i＝1,2,…,M，形成典型运行方式，其中接入的M条直流均满容量送电，根据变电站站址条件、
电力平衡等确定备选的直流落点集合，假设共有N个可供选择的直流落点；
步骤二：根据典型方式下各备选直流落点的短路容量及各直流间的交互作用程度，确定新
增直流接入落点，新接入直流的初始容量记为Pnew。
步骤三：利用步骤二中得到有直流落点，建立新的电网运行方式数据，原有直流输送功率
保持不变，新增直流容量Pnew；
步骤四：计算所有M+1条直流的多馈入有效短路比MESCRi，其中，i＝1,2,…,M+1，若所
有直流的多馈入有效短路比均大于某一阈值Rref，进行步骤五，否则进行步骤六；
步骤五：校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若全部满足条件则
令M＝M+1，返回步骤一，否则进行步骤八；
步骤六：降低新接入的直流输送功率Pad，Pad为根据可接受的误差设定的直流功率调整步
长，令Pnew＝Pnew-Pad，形成新的运行方式，计算所有直流的多馈入有效短路比，若仍存
在直流的多馈入有效短路比小于Rref，返回步骤六，否则进行步骤七；
步骤七：校核电网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若满足所有约束，
则进行步骤九，否则进行步骤八；
步骤八：降低新接入的直流输送功率Pad，令Pnew＝Pnew-Pad，形成新的运行方式，校核电
网低谷调峰能力、相对转动惯量指标、N-1暂态稳定性，若满足所有约束，进行步骤九，否
则返回步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆伟，翟海宝，刘福锁，李建华，李威，黄志龙，李碧君，周霞，崔晓丹，侯玉强，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司华东分部，
类型：发明
国别省市：江苏;32