一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法和装置，先获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量，然后根据以多端柔性直流电网中换流站总配置容量最小为目标的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，能够得到换流站的最优配置容量，过程简单，且难度较小。本发明专利技术提供的技术方案中所提到的约束条件能够基于新能源发电出力对换流站配置容量进行优化，尽可能的减小因新能源发电出力的随机波动性对换流站配置容量的影响；并且本发明专利技术通过换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，降低了多端柔性直流电网的建设成本，能够提高新能源消纳能力。

【技术实现步骤摘要】
一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法和装置
本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法和装置。
技术介绍
目前的新能源资源和电力需求呈明显的逆向分布特性，大量的新能源发电需要通过大规模、远距离输电输送到负荷中心。近几年来，新能源消纳问题变得日益突出，2016年中国弃风电量高达497亿千瓦时。随着电力技术的发展，多端柔性直流电网逐渐成为了解决新能源并网和消纳难题的一个重要技术手段。多端柔性直流电网能够独立控制有功和无功功率，运行方式灵活、安全性高，能够实现多电源的多点供电。构建多端柔性直流电网，将风、光等新能源进行多点接入，利用柔性直流电网的灵活调节能力，可以实现有功功率稳定、可控的汇集和输出。由于柔性直流电网投资建设成本较高，在给定多端柔性直流电网的新能源发电装机配置容量后，合理优化送端换流站的总容量，可以在满足新能源发电有效送出和消纳的基础上，有效降低多端柔性直流电网的建设成本。目前，在接入新能源的多端柔性直流电网的换流站容量配置方面的研究主要采用基于典型场景的计算方式，这种方法具有两方面的不足：1)基于新能源发电的典型日曲线，难以有效反映新能源发电出力的随机波动性，更不能基于新能源发电出力对换流站配置容量进行优化；2)只能对给定的几个换流站容量配置场景进行计算，当多端柔性直流电网的送端数量增加时，需要模拟计算的场景组合方式会急剧增加，计算复杂且难度大，难以得到最优的配置容量。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中不能基于新能源发电出力对换流站配置容量进行优化以及因计算复杂且难度大导致难以得到最优的配置容量的缺陷，本专利技术提供一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法和装置，先获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量，然后根据以多端柔性直流电网中换流站总配置容量最小为目标的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，能够得到换流站的最优配置容量，且过程简单。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，包括：获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量；根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，并将换流站的配置容量调整为最优配置容量；所述换流站的容量优化模型包括以多端柔性直流电网中换流站的总配置容量最小为目标构建的目标函数，所述换流站的总配置容量根据各个换流站的配置容量确定。当对送端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F1表示送端换流站的总配置容量，表示第i个送端换流站的配置容量，i＝1,2,…,Iin，Iin表示送端换流站总数；当对送端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F2表示受端换流站的总配置容量，表示第j个受端换流站的配置容量，j＝1,2,…,Iout，Iout表示受端换流站总数；当对送端换流站和受端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F3表示换流站的总配置容量。所述换流站的容量优化模型还包括约束条件，所述约束条件包括新能源发电功率约束、新能源限电率约束、线路传输安全约束、换流站配置容量约束和换流站容量规格约束。所述新能源发电功率约束如下式：其中，表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率，表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率，PiW(t)表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率上限，PiV(t)表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率上限；所述新能源限电率约束如下式：其中，δ表示新能源的限电率，T表示周期；所述线路传输安全约束如下式：其中，pl(t)表示多端柔性直流电网中线路l在t时刻的传输功率，表示第i个送端换流站在t时刻的上网功率，表示第j个受端换流站在t时刻的下网功率，表示第i个送端换流站上网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第j个受端换流站下网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第l条线路的最大传输功率，l＝1,2,…,L，L表示多端柔性直流电网中线路总数。所述换流站配置容量约束包括送端换流站配置容量约束和受端换流站配置容量约束；所述送端换流站配置容量约束如下式：所述受端换流站配置容量约束如下式：所述换流站容量规格约束包括送端换流站容量规格约束和受端换流站容量规格约束；所述送端换流站容量规格约束如下式：其中，Δ表示正整数，Ni表示第i个送端换流站的最小容量规格；所述受端换流站容量规格约束如下式：其中，Nj表示第j个受端换流站的最小容量规格。所述根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量包括：采用规划优化软件求解换流站的容量优化模型，得到换流站的最优配置容量。另一方面，本专利技术还提供一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置装置，包括：获取模块，用于获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量；确定模块，根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，并将换流站的配置容量调整为最优配置容量；所述换流站的容量优化模型包括以多端柔性直流电网中换流站的总配置容量最小为目标构建的目标函数，所述换流站的总配置容量根据各个换流站的配置容量确定。所述确定模块包括：第一确定单元，用于根据换流站的配置容量确定换流站的容量优化模型；求解模块，用于采用规划优化软件求解换流站的容量优化模型，得到换流站的最优配置容量，并将换流站的配置容量调整为最优配置容量。所述第一确定单元具体用于：当对送端换流站进行容量配置时，确定如下式的目标函数：其中，F1表示送端换流站的总配置容量，Pibin表示第i个送端换流站的配置容量，i＝1,2,…,Iin，Iin表示送端换流站总数；当对送端换流站进行容量配置时，确定如下式的目标函数：其中，F2表示受端换流站的总配置容量，表示第j个受端换流站的配置容量，j＝1,2,…,Iout，Iout表示受端换流站总数；当对送端换流站和受端换流站进行容量配置时，确定如下式的目标函数：其中，F3表示换流站的总配置容量。所述换流站的容量优化模型还包括约束条件，所述约束条件包括新能源发电功率约束、新能源限电率约束、线路传输安全约束、换流站配置容量约束和换流站容量规格约束。所述新能源发电功率约束如下式：其中，表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率，表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率，PiW(t)表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率上限，PiV(t)表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率上限；所述新能源限电率约束如下式：其中，δ表示新能源的限电率，T表示周期；所述线路传输安全约束如下式：其中，pl(t)表示多端柔性直流电网中线路l在t时刻的传输功率，表示第i个送端换流站在t时刻的上网功率，表示第j个受端换流站在t时刻的下网功率，表示第i个送端换流站上网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第j个受端换流站下网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第l条线路的最大传输功率，l＝1,2,…,L，L表示多端柔性直流电网中线路总数。所述换流站配置容量约束包括送端换流站配置容量约束和受端换流站配置容量约束；所述送端换流站配置容量约束如下式：所述受端换流站配置容量约束如下式：所述换流站容量规格约束包括送端换流站容量规格约束和受端换流站容量规格约束；所述送端换流站容量规格约束如下式：其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，包括：获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量；根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，并将换流站的配置容量调整为最优配置容量；所述换流站的容量优化模型包括以多端柔性直流电网中换流站的总配置容量最小为目标构建的目标函数，所述换流站的总配置容量根据各个换流站的配置容量确定。

【技术特征摘要】
1.一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，包括：获取多端柔性直流电网中各个换流站的配置容量；根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量，并将换流站的配置容量调整为最优配置容量；所述换流站的容量优化模型包括以多端柔性直流电网中换流站的总配置容量最小为目标构建的目标函数，所述换流站的总配置容量根据各个换流站的配置容量确定。2.根据权利要求1所述的多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，当对送端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F1表示送端换流站的总配置容量，Pibin表示第i个送端换流站的配置容量，i＝1,2,…,Iin，Iin表示送端换流站总数；当对送端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F2表示受端换流站的总配置容量，表示第j个受端换流站的配置容量，j＝1,2,…,Iout，Iout表示受端换流站总数；当对送端换流站和受端换流站进行容量配置时，所述目标函数如下式：其中，F3表示换流站的总配置容量。3.根据权利要求2所述的多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，所述换流站的容量优化模型还包括约束条件，所述约束条件包括新能源发电功率约束、新能源限电率约束、线路传输安全约束、换流站配置容量约束和换流站容量规格约束。4.根据权利要求3所述的多端柔性直流电网中送端换流站的容量配置方法，其特征在于，所述新能源发电功率约束如下式：其中，表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率，表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率，PiW(t)表示第i个送端换流站在t时刻的风电功率上限，PiV(t)表示第i个送端换流站在t时刻的光伏发电功率上限；所述新能源限电率约束如下式：其中，δ表示新能源的限电率，T表示周期；所述线路传输安全约束如下式：其中，pl(t)表示多端柔性直流电网中线路l在t时刻的传输功率，表示第i个送端换流站在t时刻的上网功率，表示第j个受端换流站在t时刻的下网功率，表示第i个送端换流站上网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第j个受端换流站下网功率对第l条线路的功率传输分布因子，表示第l条线路的最大传输功率，l＝1,2,…,L，L表示多端柔性直流电网中线路总数。5.根据权利要求4所述的多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，所述换流站配置容量约束包括送端换流站配置容量约束和受端换流站配置容量约束；所述送端换流站配置容量约束如下式：所述受端换流站配置容量约束如下式：6.根据权利要求5所述的多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，所述换流站容量规格约束包括送端换流站容量规格约束和受端换流站容量规格约束；所述送端换流站容量规格约束如下式：其中，Δ表示正整数，Ni表示第i个送端换流站的最小容量规格；所述受端换流站容量规格约束如下式：其中，Nj表示第j个受端换流站的最小容量规格。7.根据权利要求1所述的多端柔性直流电网中换流站的容量配置方法，其特征在于，所述根据满足约束条件的换流站的容量优化模型确定换流站的最优配置容量包括：采用规划优化软件求解换流站的容量优化模型，得到换流站的最优配置容量。8.一种多端柔性直流电网中换流站的容量配置装置，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湃，王伟胜，刘纯，黄越辉，王跃峰，张琳，许晓艳，礼晓飞，杨硕，戚永志，许彦平，李驰，王晶，张楠，白婕，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11