【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统规划运行，具体涉及一种多回背靠背柔性直流接入方案确定方法和装置。
技术介绍
1、对于多回常规直流馈入的受端电网，直流换流母线之间电气距离往往较近，交流故障极易引起多个换流站同时发生换相失败，严重时会引起多次换相失败甚至停运，对系统安全运行造成严重威胁；另一方面，受端电网短路电流往往偏高，为了控制短路电流，需要对网架结构进行调整（如停线路或者线路出串），这可能会造成网架强度较大幅度降低，增加系统失稳风险。在受端电网单个或多个合适位置接入背靠背柔性直流可以有效降低多回常规直流同时换相失败的风险，同时可以合理降低短路电流，是解决上述问题的有效途径之一。因此，研究受端电网单个或多个背靠背柔性直流接入方案具有重要的现实意义。当前，对于受端电网多个背靠背柔性直流接入方案的研究并未见于文献。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种多回背靠背柔性直流接入方案确定方法和装置，能有效降低多回常规直流同时换相失败的风险，同时可以合理降低短路电流，该方法能够同时考虑接入方案的经济性以及对系统安全稳定性的影响。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，包括如下步骤：
4、基于预先构建的评价体系获取所研究的受端电网的基础参数；评价体系包括若干个用于评价多回背靠背柔性直流接入方案的评价指标；
5、基于基础参数，采用多目标粒子群算法求解预先建立的
6、采用层次分析法对若干个非劣解对应的多回背靠背柔性直流接入方案进行选择，得到最终的多回背靠背柔性直流接入方案；层次分析法中最底层为候选的若干个多回背靠背柔性直流接入方案，中间层为若干个评价指标，最高层为最终的直流接入方案。
7、进一步的，采用多目标粒子群算法求解预先建立的多目标优化模型，得到若干个非劣解，包括：
8、设置并初始化粒子群；粒子群包括1个主粒子群和若干个从粒子群以及1个储备集；若干个从粒子群与若干个评价指标一一对应并分别作为各自的目标进行优化；
9、对粒子群进行迭代更新；迭代更新操作包括从储备集中随机选择粒子作为主粒子群的全局引导粒子，各个从粒子群把储备集中对应各自对应优化目标最好的粒子作为全局引导粒子，主从粒子群基于各自的全局引导粒子和局部引导粒子进行迭代更新；
10、对储备集进行更新操作；更新操作包括每次迭代后，将从粒子群中所得到的非劣极值粒子加入到主粒子群中，主从粒子群得到的非劣粒子加入到储备集中，并更新储备集，把储备集中不是非劣解的粒子去掉；
11、重复粒子群的迭代更新操作和储备集的更新操作，直至满足终止条件为止，得到储备集中的非劣解集，解集中的每一个非劣解代表一个背靠背柔性直流接入方案。
12、进一步的，在主从粒子群基于各自的全局引导粒子和局部引导粒子进行迭代更新中，迭代搜索的公式如下：
13、
14、
15、式中，、分别为第k+1次和第k次迭代时粒子i的第d个变量的搜索速度；ω为惯性权重；c1、c2为学习因子；r1、r2为[0, 1]上服从均匀分布的随机数；、、分别为第k次迭代粒子i的第d个变量位置的当前值、个体局部引导粒子第d个变量位置的值、全局引导粒子第d个变量位置的值。
16、进一步的，评价指标包括常规直流换相失败导致的风险指标，在给定测试故障集合{f1,,..,fr}和方式数据下，对于所述测试故障集合中的故障fj，风险指标的计算表达式如下：
17、
18、式中，为常规直流换相失败导致的风险指标；为给定测试故障集合中故障数量，为故障序号索引；为受端电网馈入的常规直流回数，为常规直流序号索引；为故障fj下，第i回常规直流的换相失败情况，ui,j=1表示第i回直流在fj故障下发生换相失败，ui,j=0表示第回常规直流在故障fj下没有发生换相失败；为第i回常规直流的传输功率。
19、进一步的，评价指标还包括系统最大短路电流指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定运行方式数据下，对于考察短路电流的母线{b1、b2、...、bm}，系统最大短路电流指标的计算表达式如下：
20、
21、式中，为系统最大短路电流指标；为考察短路电流的母线数量，为考察短路电流的母线序号索引；和为第条母线的三相电流和单相短路电流；imax和imin是短路电流门槛值。
22、进一步的，评价指标还包括背靠背柔性直流接入方案建设费用，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，背靠背柔性直流接入方案建设费用的计算表达式如下：
23、
24、式中，为背靠背柔性直流接入方案建设费用；为可接入背靠背柔性直流的候选通道数量，为候选通道序号索引，为第i个通道的背靠背柔性直流单位容量的建设费用，为第i个通道配置的背靠背柔性直流的额定有功功率，为建设费用上限值，为第i个通道是否配置背靠背柔性直流，表示配置，表示不配置。
25、进一步的，评价指标还包括系统稳定水平指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定的故障集合{,,..,}和运行方式数据下，系统稳定水平指标的计算表达式如下：
26、
27、式中，为系统稳定水平指标，为导致系统失去稳定的最小故障数，为给定测试故障集合中故障数量。
28、进一步的，系统稳定水平指标中，导致系统失去稳定的最小故障数采用粒子群算法求解确定，求解过程包括如下步骤：
29、设置目标函数为，k为导致系统失去稳定的故障数；
30、设置粒子群；所述粒子群共有s个粒子，对于粒子i，，是指待评价方案中第j个背靠背柔性直流的传输功率，，为第j个背靠背柔性直流的额定容量，为配置了背靠背柔性直流的通道数；
31、对粒子i，根据给定的运行方式数据和故障集进行故障时域仿真分析；统计导致系统失去稳定性的故障总数，作为该粒子的适应度值，适应度越小的粒子越优，记为，n为迭代次数，对于该粒子截止至第n次迭代后搜索到的最好的结果记为；
32、对每一个粒子按以下公式进行更新：
33、
34、
35、
36、
37、式中，、、、为控制参数，n、niter是当前迭代次数和总迭代次数，rand()是介于(0,1)之间的随机数；表示第i个粒子在第n次迭代后第j位的取值，ulocali,j(n)是第i个粒子在第n次迭代后的局部最优个体的第j位的取值，uglobalj(n)是第n次迭代后的整个粒子群的最优个体的第j位的取值；vi,j(n)表示第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，采用多目标粒子群算法求解预先建立的多目标优化模型，得到若干个非劣解，包括：
3.根据权利要求2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，在主从粒子群基于各自的全局引导粒子和局部引导粒子进行迭代更新中，迭代搜索的公式如下：
4.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标包括常规直流换相失败导致的风险指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定的测试故障集合{F1,,..,FR}和运行方式数据下，对于所述测试故障集合中的故障Fj，所述风险指标的计算表达式如下：
5.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标还包括系统最大短路电流指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定运行方式数据下，对于考察短路电流的母线{B1、B2、...、BM}，所述系统最大短路电流指标的计算表达式如下：>
6.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标还包括背靠背柔性直流接入方案建设费用，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，所述背靠背柔性直流接入方案建设费用的计算表达式如下：
7.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标还包括系统稳定水平指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定的故障集合{,,..,}和运行方式数据下，所述系统稳定水平指标的计算表达式如下：
8.根据权利要求7所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述系统稳定水平指标中，导致系统失去稳定的最小故障数采用粒子群算法求解确定，求解过程包括如下步骤：
9.根据权利要求1所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，采用层次分析法对若干个所述非劣解对应的所述多回背靠背柔性直流接入方案进行选择，包括：
10.一种多回背靠背柔性直流接入方案确定装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，采用多目标粒子群算法求解预先建立的多目标优化模型，得到若干个非劣解，包括：
3.根据权利要求2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，在主从粒子群基于各自的全局引导粒子和局部引导粒子进行迭代更新中，迭代搜索的公式如下：
4.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标包括常规直流换相失败导致的风险指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定的测试故障集合{f1,,..,fr}和运行方式数据下，对于所述测试故障集合中的故障fj，所述风险指标的计算表达式如下：
5.根据权利要求1或2所述的多回背靠背柔性直流接入方案确定方法，其特征在于，所述评价指标还包括系统最大短路电流指标，对于待评价的多回背靠背柔性直流接入方案，在给定运行方式数据下，对于考察短路电流的母线{b1、b2、...、bm}，所述系...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雁，姚文峰，黄东启，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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