多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法及装置，属于交直流电力系统规划与运行控制领域技术领域。本发明专利技术首先计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子和电网结构变化后的交互影响因子；然后根据变化前后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；最后根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。本发明专利技术给出了交流系统电气元件贡献率的指标概念，并给出了理论计算方法，本发明专利技术依据所给出的贡献率指标来评价各类电气元件的敏感性，其结果适用于指导交直流电网的规划设计和运行方式的安排，针对高风险的运行方式能够提前做好预防工作。

【技术实现步骤摘要】
多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法及装置
本专利技术涉及一种多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法及装置，属于交直流电力系统规划与运行控制领域

技术介绍
我国发电能源和用电负荷分布极为不平衡。煤炭资源主要分布在西北地区，陕西、内蒙、陕西、新疆、宁夏、贵州这六省区的煤炭保有储量占全国的76％；水利资源主要分布在我国的西部地区，西南、西北地区水利资源理论蕴藏量占全国的83％，技术可开发量占全国的77％。而我国的电力负荷需求主要集中在中东部以及沿海经济发达地区，这使得我国能源资源分布和负荷需求呈逆向分布格局，需要在全国范围内进行资源优化配置。当前，国家电网公司正推进“一特四大”的电网发展战略，以大型能源基地为依托，建设由1000kV交流和±800kV直流构成的特高压电网，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，以解决能源基地与负荷中心之间远距离、大规模、大容量的电力输送难题，在全国范围内实现资源优化配置。LCC-HVDC具有输送容量大、输送距离远、损耗低、适用于架空线等特点，在远距离大容量电力输送领域备受青睐。我国的华东地区和华南地区是全国电力需求最大的两个地区，也是多条直流输电线路的落点，也使得这两个地区已经形成多馈入直流输电的格局。未来随着经济的进一步发展，更多常规特高压直流输电线路的建设，多馈入直流输电格局将成为新常态。然而，当多馈入直流地区电网较弱，并且多馈入点之间电气耦合关系较强时，极易发生(连续)换相失败以及站间继发性换相失败，造成供电系统不稳定，严重影响了受端地区经济健康快速发展。针对多馈入直流输电系统可能所面对的问题，各国学者针对此开展了大量的研究工作，并给出了多种评价直流多馈入系统的指标，其中以CIGER工作定义的多馈入短路比MISCR(Multi-infeedShortCircuitRatio)以及交互影响因子MIIF(Multi-infeedInteractionFactor)，其定义式分别如下：上面两个式中，ΔUi表示在换流母线i处投切电抗器引起1％的电压波动，ΔUj表示换流母线i处电压波动所引起的换流母线j处的电压波动，Saci表示换流母线i处的短路容量，Pdi为第i回直流线路额定功率，Pdj为第j回直流线路额定功率。交互影响因子MIIF能够反映出换流站间相互影响的程度，并且认为电气距离是影响交互影响因子的最重要的因素，但是现有的研究成果并未深入的讨论网架结构变化时，交互影响因子的变化趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，以确定网架结构变化对交互影响因子变化的影响程度；还提供了一种多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估装置。本专利技术为解决上述技术问题而提供多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，该评估方法包括以下步骤：1)计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子；2)计算电网结构变化后换流站之间的交互影响因子；3)根据变化前、后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；4)根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。进一步地，所述步骤1)中的交互影响因子MIIFij为换流母线i处电压变化1％所引起的换流母线j处的电压变化量，其数值计算公式为：其中Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，即节点阻抗矩阵中对应的第i行i列和第i行j列的元素。进一步地，所述步骤2)中变化后的交互影响因子为：其中MIIFij′为变化后的交互影响因子，Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，ΔZeqij为无功补偿装置投入后换流器i母线与换流器j母线的互阻抗的变化量，ΔZeqii为无功补偿装置投入后换流器i母线处自阻抗的变化量。进一步地，所述步骤3)中各类元件对交互影响因子的贡献率的计算公式为：其中MIIFij为网架结构变化前的交互影响因子，MIIFij′为网架结构变化后的交互影响因子。进一步地，交流网络中的节点被划分为I类、II类和III类，I类节点表示有直流馈入的节点，II类节点表示有线路将其与I类节点相连的节点，III类节点表示与I类节点没有任何关联性的节点，根据线路两端节点类型的不同，线路被划分为六类，其中需要考察的线路包括I-I、I-II、II-II、II-III和III-III。进一步地，得到贡献率CRMIIF值越大，证明该线路或者电气元件对交互影响因子的影响程度越大，在规划和运行安排时应予以重视，预先做出相应的防控措施。本专利技术还提供了一种多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估装置，该评估装置包括交互影响因子计算单元、贡献率计算单元和影响评估单元，所述的交互影响因子计算单元用于计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子和电网结构变化后的交互影响因子；所述的贡献率计算单元用户根据变化前、后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；所述的影响评估单元用于根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。进一步地，所述交互影响因子计算单元中的交互影响因子MIIFij为换流母线i处电压变化1％所引起的换流母线j处的电压变化量，其数值计算公式为：其中Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，即节点阻抗矩阵中对应的第i行i列和第i行j列的元素。进一步地，所述交互影响因子计算单元中变化后的交互影响因子为：其中MIIFij′为变化后的交互影响因子，Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，ΔZeqij为无功补偿装置投入后换流器i母线与换流器j母线的互阻抗的变化量，ΔZeqii为无功补偿装置投入后换流器i母线处自阻抗的变化量。进一步地，所述贡献率计算单元中各类元件对交互影响因子的贡献率的计算公式为：其中MIIFij为网架结构变化前的交互影响因子，MIIFij′为网架结构变化后的交互影响因子。本专利技术的有益效果是:本专利技术首先计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子和电网结构变化后的交互影响因子；然后根据变化前后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；最后根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。本专利技术给出了交流系统电气元件贡献率的指标概念，并给出了理论计算方法，本专利技术依据所给出的贡献率指标来评价各类电气元件的敏感性，其结果适用于指导交直流电网的规划设计和运行方式的安排，针对高风险的运行方式能够提前做好预防工作。附图说明图1是本专利技术实施例中简化的多馈入直流输电系统受端交流网络结构图；图2是本专利技术多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。本专利技术多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法的实施例本专利技术通过建立原电网节点导纳矩阵，并计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子；计算电网结构变化后的节点阻抗矩阵，并计算变化后的交互影响因子；根据变化前后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。这里说的元件，指的就是线路，线路是构成网本文档来自技高网...

【技术保护点】
多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，该评估方法包括以下步骤：1)计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子；2)计算电网结构变化后换流站之间的交互影响因子；3)根据变化前、后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；4)根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。

【技术特征摘要】
1.多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，该评估方法包括以下步骤：1)计算原电网系统的换流站之间的交互影响因子；2)计算电网结构变化后换流站之间的交互影响因子；3)根据变化前、后的交互影响因子，计算各类元件对交互影响因子的贡献率；4)根据得到贡献率评估不同类型的节点和线路对交互影响因子的敏感程度。2.根据权利要求1所述的多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，所述步骤1)中的交互影响因子MIIFij为换流母线i处电压变化1％所引起的换流母线j处的电压变化量，其数值计算公式为：其中Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，即节点阻抗矩阵中对应的第i行i列和第i行j列的元素。3.根据权利要求1所述的多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，所述步骤2)中变化后的交互影响因子为：其中MIIFij′为变化后的交互影响因子，Zeqii表示换流母线i处的自阻抗，Zeqij表示换流母线i与换流母线j的互阻抗，ΔZeqij为无功补偿装置投入后换流器i母线与换流器j母线的互阻抗的变化量，ΔZeqii为无功补偿装置投入后换流器i母线处自阻抗的变化量。4.根据权利要求1所述的多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，所述步骤3)中各类元件对交互影响因子的贡献率的计算公式为：其中MIIFij为网架结构变化前的交互影响因子，MIIFij′为网架结构变化后的交互影响因子。5.根据权利要求1所述的多馈入直流输电系统换流站间交互影响的评估方法，其特征在于，交流网络中的节点被划分为I类、II类和III类，I类节点表示有直流馈入的节点，II类节点表示有线路将其与I类节点相连的节点，III类节点表示与I类节点没有任何关联性的节点，根据线路两端节点类型的不同，线路被划分为五类，其中需要考察的线路包括I-I、I-II、II-II、II-II...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚为正，胡丁文，王先为，吴金龙，张军，刘欣和，冯宇鹏，李道洋，马焕，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，西安许继电力电子技术有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41