一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法及系统，包括：确定电网的多个分区以及各分区间的输电断面；进行故障校核，并确定导致两回直流同时换相失败的第一交流故障区域；确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集；分别计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离；对所述电气距离进行降序排列，确定柔性直流的线路配置顺序集，并依次选取所述线路配置顺序集中的线路作为当前线路；将柔性直流安装于当前线路，并进行故障校核，确定第二交流故障区域；计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，由此确定柔性直流配置方案。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法及系统。
技术介绍
我国资源与负荷中心呈逆向分布，资源主要分布在西部、北部地区，而负荷则主要分布在中东部地区。为优化资源配置，满足中东部负荷中心不断增长的电力需求，需要将西部的能源优势转化为电能送往负荷中心，而特高压直流输电在远距离、大容量输电方面具有优势，同时也对系统安全稳定运行带来风险。特高压直流具有送电容量大、交直流耦合关联效应强等特性，在我国特高压直流快速发展的新时期，华中、华东等负荷中心将逐步演变为特高压大容量受电、多直流集中馈入的受端电网，直流馈入将会显著改变受端电网的动态特性和安全稳定水平。交流系统的故障可能导致多回直流同时换相失败，交流线路保护或开关拒动，导致交流故障不能及时清除，可能造成多回直流持续换相失败，甚至导致直流闭锁。此外，直流换相失败后存在复杂的交直流相互影响，功率恢复过程中动态无功需求大幅增加，负荷中心地区缺乏电源支撑，有可能造成因动态无功不足导致的电网电压失稳，引起大面积停电。柔性直流与传统直流相比，具有有功/无功独立调节、自换相、潮流反转电压极性不变、无需无功补偿设备等技术优势，可以实现向无电源支撑的弱交流电网输电。采用柔性直流代替交流输电，能减弱传统直流受端换流站间电气联系，减小诱发两回直流同时换相失败交流故障区域，同时，柔性直流技术可有效避免或解决传统直流集中馈入受端电网导致的各种失稳风险，增强交流电网可控性，是未来电网的重要发展方向。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法及系统，以解决如何抑制两回直流同时换相失败的交流故障区域的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立两回直流集中馈入输电系统的典型运行方式数据，确定电网的多个分区以及各分区间的输电断面；步骤2，根据所述典型运行方式数据进行故障校核，并根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第一交流故障区域；步骤3，根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集；步骤4，依次将柔性直流安装于候选线路集中的各条线路，并分别计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离；步骤5，对所述电气距离进行降序排列，并根据降序排列结果对候选线路集中的各条线路进行重新排序，确定柔性直流的线路配置顺序集，并选取所述线路配置顺序集中的第一个线路作为当前线路；步骤6，将当前线路的额定功率作为柔性直流的安装容量，将柔性直流安装于当前线路，并在安装柔性直流后对系统进行故障校核，根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第二交流故障区域；步骤7，计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6。优选地，其中所述典型运行方式数据包括：电源出力、负荷水平、联络线传输功率和直流运行情况。优选地，其中所述直流换相失败判断标准为：比较逆变器熄弧角值与引起换相失败的临界熄弧角阈值，若逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且持续时间大于等于预设时间阈值，则确定逆变器发生了换相失败，若连续两次满足逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且间隔时间大于预设时间阈值，则确定逆变器发生了两次换相失败；否则，确定逆变器发生了一次换相失败。优选地，其中所述根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集，包括：确定两回直流受端换流站所在的电网分区，在各分区间的输电断面中筛选出能够将两回直流受端换流站所在电网分割为两个独立系统的分区间的输电断面，并将筛选出的输电断面的线路组成柔性直流配置候选线路集。优选地，其中利用网络等值法计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离。优选地，其中所述计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6，包括：确定所述第一交流故障区域和第二交流故障区域中的节点数，并利用换相失败抑制效果计算公式计算换相失败抑制效果指数；换相失败抑制效果计算公式为：其中，N1为第一交流故障区域的节点数；N2为第二交流故障区域的节点数；δ为换相失败抑制效果；将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，若所述换相失败抑制效果指数大于等于预设指数阈值，则满足要求，确定柔性直流配置方案为在当前线路上安装柔性直流；若所述换相失败抑制效果指数小于预设指数阈值，则不满足要求，选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置系统，其特征在于，所述系统包括：输电断面确定单元，用于建立两回直流集中馈入输电系统的典型运行方式数据，确定电网的多个分区以及各分区间的输电断面；第一交流故障区域确定单元，用于根据所述典型运行方式数据进行故障校核，并根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第一交流故障区域；柔性直流配置候选线路集确定单元，用于根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集；电气距离计算单元，用于依次将柔性直流安装于候选线路集中的各条线路，并分别计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离；线路配置顺序集确定单元，用于对所述电气距离进行降序排列，并根据降序排列结果对候选线路集中的各条线路进行重新排序，确定柔性直流的线路配置顺序集，并选取所述线路配置顺序集中的第一个线路作为当前线路；第二交流故障区域确定单元，用于将当前线路的额定功率作为柔性直流的安装容量，将柔性直流安装于当前线路，并在安装柔性直流后对系统进行故障校核，根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第二交流故障区域；柔性直流配置方案确定单元，用于计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回第二交流故障区域确定单元。优选地，其中所述典型运行方式数据包括：电源出力、负荷水平、联络线传输功率和直流运行情况。优选地，其中所述直流换相失败判断标准为：比较逆变器熄弧角值与引起换相失败的临界熄弧角阈值，若逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且持续时间大于等于预设时间阈值，则确定逆变器发生了换相失败，若连续两次满足逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且间隔时间大于预设时间阈值，则确定逆变器发生了两次换相失败；否则，确定逆变器发生了一次换相失败。优选地，其中所述柔性直流配置候选线路集确定单元，根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立两回直流集中馈入输电系统的典型运行方式数据，确定电网的多个分区以及各分区间的输电断面；步骤2，根据所述典型运行方式数据进行故障校核，并根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第一交流故障区域；步骤3，根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集；步骤4，依次将柔性直流安装于候选线路集中的各条线路，并分别计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离；步骤5，对所述电气距离进行降序排列，并根据降序排列结果对候选线路集中的各条线路进行重新排序，确定柔性直流的线路配置顺序集，并选取所述线路配置顺序集中的第一个线路作为当前线路；步骤6，将当前线路的额定功率作为柔性直流的安装容量，将柔性直流安装于当前线路，并在安装柔性直流后对系统进行故障校核，根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第二交流故障区域；步骤7，计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6。...

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立两回直流集中馈入输电系统的典型运行方式数据，确定电网的多个分区以及各分区间的输电断面；步骤2，根据所述典型运行方式数据进行故障校核，并根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第一交流故障区域；步骤3，根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集；步骤4，依次将柔性直流安装于候选线路集中的各条线路，并分别计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离；步骤5，对所述电气距离进行降序排列，并根据降序排列结果对候选线路集中的各条线路进行重新排序，确定柔性直流的线路配置顺序集，并选取所述线路配置顺序集中的第一个线路作为当前线路；步骤6，将当前线路的额定功率作为柔性直流的安装容量，将柔性直流安装于当前线路，并在安装柔性直流后对系统进行故障校核，根据直流换相失败判断标准确定导致两回直流同时换相失败的第二交流故障区域；步骤7，计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述典型运行方式数据包括：电源出力、负荷水平、联络线传输功率和直流运行情况。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流换相失败判断标准为：比较逆变器熄弧角值与引起换相失败的临界熄弧角阈值，若逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且持续时间大于等于预设时间阈值，则确定逆变器发生了换相失败，若连续两次满足逆变器熄弧角值小于临界熄弧角阈值且间隔时间大于预设时间阈值，则确定逆变器发生了两次换相失败；否则，确定逆变器发生了一次换相失败。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电网的分区以及各分区间的输电断面确定两个换流站间的柔性直流配置候选线路集，包括：确定两回直流受端换流站所在的电网分区，在各分区间的输电断面中筛选出能够将两回直流受端换流站所在电网分割为两个独立系统的分区间的输电断面，并将筛选出的输电断面的线路组成柔性直流配置候选线路集。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用网络等值法计算柔性直流安装于不同线路下的两回直流受端逆变站高压母线间的电气距离。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算换相失败抑制效果指数，并将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，判断是否满足要求，若满足，则根据当前的柔性直流安装线路确定柔性直流配置方案，若不满足，则选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6，包括：确定所述第一交流故障区域和第二交流故障区域中的节点数，并利用换相失败抑制效果计算公式计算换相失败抑制效果指数；换相失败抑制效果计算公式为：其中，N1为第一交流故障区域的节点数；N2为第二交流故障区域的节点数；δ为换相失败抑制效果；将所述换相失败抑制效果指数和预设指数阈值进行比较，若所述换相失败抑制效果指数大于等于预设指数阈值，则满足要求，确定柔性直流配置方案为在当前线路上安装柔性直流；若所述换相失败抑制效果指数小于预设指数阈值，则不满足要求，选取线路配置顺序集中的下一个线路作为当前线路，并返回步骤6。7.一种用于抑制两回直流同时换相失败的柔性直流配置系统，其特征在于，所述系统包括：输电断面确定单元，用于建立两回直流集中馈入输电系统的典型运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正卫，王璟，唐晓骏，马世英，张晓东，谢岩，饶宇飞，申旭辉，郭长辉，霍启迪，赵华，罗红梅，方舟，张鑫，田春筝，李晓珺，李程昊，毛玉斌，吉平，刘永民，李晶，司瑞华，李媛媛，于琳琳，陈湘，李再华，李立新，张恺，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院有限公司，华北电力大学，国网河南省电力公司，
类型：发明
国别省市：河南,41