一种柔性直流输电的计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种柔性直流输电的计算方法及装置，涉及电网技术领域，解决了现有技术中无法计算输电系统中柔性直流输电装置在极弱的交流输电系统影响下的输电能力极限问题。该方法包括，获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程；根据潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；根据柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，计算柔性直流输电装置的输出有功功率对柔性直流输电装置的有功电流值的导数，其中当导数为0时，输出有功功率为柔性直流输电的最大输电极限。本发明专利技术实施例用于柔性直流输电极限的计算。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电的计算方法及装置
本专利技术涉及电网
，尤其涉及一种柔性直流输电的计算方法及装置。
技术介绍
现有技术中，直流输电技术越来越多的应用于电力传输的过程中，但是采用直流输电技术的直流输电系统经常会由于在换流器中，退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程未进行完毕，则在阀电压变成正向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，从而发生换相失败，甚至导致电网崩溃。相比于直流输电技术，柔性直流输电具有无换相失败风险、可实现有功无功快速解耦控制和输出电压电流谐波含量低等诸多优点，以柔性直流输电为主的柔性直流输电装置在电力传输的应用也越来越多。虽然柔性直流输电装置可以输出一定容量的无功功率用来支撑交流系统电压，在一些特殊运行方式下(如检修方式等)，若交流系统发生线路断线等严重故障，此时交流系统与柔性直流输电装置组成的输电系统的系统容量降低，导致柔性直流输电装置的系统电压发生波动，使得柔性直流输电装置存在一定的失稳风险；而且柔性直流系统的输送容量越大，失稳的风险越大。如何计算输电系统中柔性直流输电装置在极弱的交流输电系统的影响下的输电能力极限成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种柔性直流输电的计算方法及装置，解决了现有技术中无法计算输电系统中柔性直流输电装置在极弱的交流输电系统影响下的输电能力极限问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面、本专利技术的实施例提供一种柔性直流输电的计算方法，包括：获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程；根据潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；根据柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，计算柔性直流输电装置的输出有功功率对柔性直流输电装置的有功电流值的导数，其中当导数为0时，输出有功功率为柔性直流输电的最大输电极限。优选的，根据潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：获取交流系统的短路比SCR，其中短路比SCR的计算公式包括：其中，Z表示交流系统的短路阻抗，Zacb表示阻抗基准值，Zpu表示阻抗标幺值；获取交流系统的潮流平衡方程，其中潮流平衡方程包括：其中，Pac表示柔性直流输电装置注入交流系统的有功功率，Qac表示柔性直流输电装置注入交流系统的无功功率，Pdc表示柔性直流输电装置的有功功率，Qdc为表示柔性直流输电装置的无功功率，θ表示短路阻抗Z的角度，δ为端电压U的角度，U为交流系统的端电压，E为交流系统的内电势；根据潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：根据潮流平衡方程、短路比SCR的计算公式以及潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，其中柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：其中，Id表示柔性直流输电装置的有功电流，Iq为表示柔性直流输电装置的无功电流。优选的，根据潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组前，还包括：获取等效关系，其中，等效关系包括：将柔性直流输电装置等效为可控电流源，并将可控电流源的无功功率参考值设置为0；获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程，还包括：根据获取等效关系，转换潮流平衡方程，其中，转换后的潮流平衡方程包括：根据潮流平衡方程、短路比SCR的计算公式以及潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：根据转换后的潮流平衡方程、短路比SCR的计算公式以及潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组。第二方面、本专利技术的实施例提供一种柔性直流输电的计算装置，包括：数据获取单元，用于获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程；处理单元，用于根据数据获取单元获取的潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；计算单元，用于根据处理单元计算的柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，计算柔性直流输电装置的输出有功功率对柔性直流输电装置的有功电流值的导数，其中当导数为0时，输出有功功率为柔性直流输电的最大输电极限。优选的，数据获取单元，还用于获取交流系统的短路比SCR，其中短路比SCR的计算公式包括：其中，Z表示交流系统的短路阻抗，Zacb表示阻抗基准值，Zpu表示阻抗标幺值；数据获取单元，还用于获取交流系统的潮流平衡方程，其中潮流平衡方程包括：其中，Pac表示柔性直流输电装置注入交流系统的有功功率，Qac表示柔性直流输电装置注入交流系统的无功功率，Pdc表示柔性直流输电装置的有功功率，Qdc为表示柔性直流输电装置的无功功率，θ表示短路阻抗Z的角度，δ为端电压U的角度，U为交流系统的端电压，E为交流系统的内电势；处理单元，具体用于根据数据获取单元获取的潮流平衡方程、短路比SCR的计算公式以及潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，其中柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：其中，Id表示柔性直流输电装置的有功电流，Iq为表示柔性直流输电装置的无功电流。具体的优选的，该装置还包括：数据参数单元；数据参数单元，用于获取等效关系，其中，等效关系包括：将柔性直流输电装置等效为可控电流源，并将可控电流源的无功功率参考值设置为0；数据获取单元，具体用于根据数据参数单元获取的等效关系，转换潮流平衡方程，其中转换后的潮流平衡方程包括：处理单元，具体用于根据数据获取单元获取的转换后的潮流平衡方程、短路比SCR的计算公式以及潮流平衡方程，计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组。本专利技术实施例提供的柔性直流输电的计算方法及装置，通过获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程，并根据潮流平衡方程计算得到柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；通过对柔性直流输电最大输电极限的分析方程组进行求解，当柔性直流输电装置的输出有功功率对柔性直流输电装置的有功电流值的导数为0时，柔性直流输电的输电能力最大，此时柔性直流输电装置的输出有功率即为柔性直流输电装置的最大输电极限，通过分析柔性直流的失稳机理并定量地分析其输电极限可以为电力系统的安全稳定运行提供理论依据并为电力系统方式安排提供参考，从而解决了现有技术中无法计算输电系统中柔性直流输电装置在极弱的交流输电系统影响下的输电能力极限问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的实施例提供的一种柔性直流输电的计算方法的流程图；图2为本专利技术的实施例提供的一种柔性直流输电的计算方法的另一种流程图；图3为实际应用中柔性直流输电的系统原理图；图4为在实际的应用中柔性直流输电输出有功电流与输出功率、端电压幅值之间的关系图；图5为本专利技术的实施例提供的一种柔性直流输电的计算装置的结构示意图；图6为本专利技术的实施例提供的一种柔性直流输电的计算装置的另一种结构示意图。附图标记：柔性直流输电的计算装置-10；数据获取单元-101；处理单元-102；计算单元-103；数据参数单元-104。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性直流输电的计算方法，其特征在于，包括：获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程；根据所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；根据所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，计算所述柔性直流输电装置的输出有功功率对所述柔性直流输电装置的有功电流值的导数，其中当所述导数为0时，所述输出有功功率为所述柔性直流输电的最大输电极限。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电的计算方法，其特征在于，包括：获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程；根据所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组；根据所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，计算所述柔性直流输电装置的输出有功功率对所述柔性直流输电装置的有功电流值的导数，其中当所述导数为0时，所述输出有功功率为所述柔性直流输电的最大输电极限。2.根据权利要求1所述的柔性直流输电的计算方法，其特征在于，所述根据所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：获取所述交流系统的短路比SCR，其中所述短路比SCR的计算公式包括：其中，Z表示交流系统的短路阻抗，Zacb表示阻抗基准值，Zpu表示阻抗标幺值；获取所述交流系统的潮流平衡方程，其中所述潮流平衡方程包括：其中，Pac表示柔性直流输电装置注入交流系统的有功功率，Qac表示柔性直流输电装置注入交流系统的无功功率，Pdc表示柔性直流输电装置的有功功率，Qdc为表示柔性直流输电装置的无功功率，θ表示短路阻抗Z的角度，δ为端电压U的角度，U为交流系统的端电压，E为交流系统的内电势；所述根据所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：根据所述潮流平衡方程、所述短路比SCR的计算公式以及所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组，其中所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：其中，Id表示柔性直流输电装置的有功电流，Iq为表示柔性直流输电装置的无功电流。3.根据权利要求2所述的柔性直流输电的计算方法，其特征在于，所述根据所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组前，还包括：获取等效关系，其中，所述等效关系包括：将所述柔性直流输电装置等效为可控电流源，并将所述可控电流源的无功功率参考值设置为0；所述获取柔性直流输电装置和交流系统的潮流平衡方程，还包括：根据所述获取等效关系，转换所述潮流平衡方程，其中，转换后的潮流平衡方程包括：所述根据所述潮流平衡方程、所述短路比SCR的计算公式以及所述潮流平衡方程，计算得到所述柔性直流输电最大输电极限的分析方程组包括：根据所述转换后的潮流平衡方程、所述短路比SCR的计算公式以及所述潮流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张野，周保荣，洪潮，杨健，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44