一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法技术方案

本发明专利技术涉及一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，具体步骤为：获取接入电压源型换流站的多馈入系统的潮流信息，将潮流信息输入至多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型，判断HMIGOSCR模型的输出数值是否为1；若数值大于1，则电力系统处于稳定状态；若数值等于1，则电力系统处于临界稳定状态；若数值小于1，则电力系统失去稳定。与现有技术相比，本发明专利技术通过基于节点功率灵敏因子，利用单端口等值原理将含电压源型换流器的混合多馈入系统等值为VSC的单馈入系统，建立全新的多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型，解决传统多馈入短路比难以准确评估VSC接入后受端交流系统的电压支撑强度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法
本专利技术涉及电力系统在线监测与控制，尤其是涉及一种基于多馈入广义运行短路比的电力系统稳定性判断方法。
技术介绍
高压直流输电由于其损耗小、大容量的优势，目前成为我国远距离输电采用的方式。但是，伴随着直流输电容量的增加，受端交流系统的对于直流系统的电压支撑强度逐渐变弱。当直流系统发生换相失败导致直流闭锁，会导致送端潮流转移，进而导致送端交流系统中薄弱点发生电压失稳，即系统失去稳定性。而当故障切除之后的直流恢复过程中需要吸收大量无功，倘若此时无功补偿不足会导致直流系统再次闭锁，进而造成巨大的损失。在多馈入系统中，由于直流系统间的相互作用，一回直流发生换相失败，会导致多个直流相继发生换相失败。相对于单馈入系统，多馈入系统虽然在运行方式上更加灵活，输送的直流容量更大，但是一旦系统出现故障，对系统的电压稳定性造成的危害也更大。在理论研究和工程应用中，通常使用换流母线i处的多馈入有效短路比(multi-infeedeffectiveshortcircuitratio，MIESCRi)来衡量在换流母线i处受端交流系统对多个直流系统的电压支撑强度。短路比的定义式为：式中，Scci是在换流母线i处计算所得交流系统短路容量；Pdci，Pdcj是直流系统i和直流系统j的直流额定功率；Qfi是换流母线处的无功补偿容量；MIIFji是节点相互作用因子。ΔUj，ΔUi分别是换流母线处的电压变化量。一般在工程应用中，是采用在换流母线i处设置一个无功扰动，使其变化量为0.01，然后测得换流母线j处的电压变化量，两个变化量做比值得到节点相互作用因子，以此衡量直流系统间的相互作用。传统的多馈入系统中大多是采用电网换相换流器(linecommutatedconverterbasedhighvoltagedirectcurrent，LCC-HVDC)。LCC的运行需要一定强度的受端交流系统支撑。随着电压源型换流器(voltagesourceconverterbasedhighvoltagedirectcurrent，VSC-HVDC)的发展，VSC可以不依赖于系统运行，可以独立地控制有功无功的输出，对于整个系统的运行特性有着一定的影响。由于传统的多馈入有效短路比没有考虑VSC的接入，难以评估VSC接入后的混合多馈入系统的电压支撑强度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，具体步骤为：获取接入电压源型换流站的多馈入系统的潮流信息，将潮流信息输入至多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型，判断HMIGOSCR模型的输出数值是否为1；若数值大于1，则电力系统处于稳定状态；若数值等于1，则电力系统处于临界稳定状态；若数值小于1，则电力系统失去稳定；所述HMIGOSCR模型的生成方式为：1)建立接入电压源型换流站的混合多直流馈入系统准稳态模型，根据其得到多端口的相量电压和相量电流之间的关系式：式中，Id是馈入到换流母线的直流电流相量；Ig是戴维南等值电势源的电流相量；U是换流母线电压相量；E是戴维南等值电势源相量；YCC是换流母线处的自导纳；YCG和YGC是换流母线与戴维南等值电势源之间的互导纳；YGG戴维南等值电势源处的自导钠；2)通过关系式得到含有电压源型换流器的单馈入等值模型；3)建立换母线处的不平衡函数；4)对不平衡函数线性化得到雅克比矩阵模型；5)在矩阵模型中引入等值功率灵敏因子EPSF，生成最终模型。进一步地，所述的多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型为：其中，Ui是换流母线实际电压；Seqi是等值单馈入系统交流侧的复功率；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Ki为动态运行特性系数，反映混合系统的有功，无功分别对换流母线电压和相角的灵敏度；DPdiVF是电网换相换流器直流功率对电压的动态灵敏度；DPVSCVF是电压源型换流站直流功率对电压的灵敏度；DQMVF是混合无功对电压的灵敏度；DPVSCδF是电压源型换流站直流功率对换流母线电压相角的灵敏度。进一步地，电网换相换流器直流功率对电压的动态灵敏度DPdiVF的表达式为：式中，Pdi是换流母线i处的直流有功功率；Qdi是换流母线i处的直流无功功率；Idi是馈入到换流母线的直流电流；Ui是换流母线实际电压；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Qeqi是换流母线i处的等值交流无功功率。进一步地，电压源型换流站直流功率对电压的灵敏度DPVSCVF的表达式为：式中，Peqi是换流母线i处的交流有功功率；Pvsc是电压源型换流站的有功功率；Ui是换流母线实际电压。进一步地，混合无功对电压的灵敏度DQMVF的表达式为：式中，Ui是换流母线实际电压；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Qeqi是换流母线i处的等值交流无功功率；Qdi是换流母线i处的直流无功功率；Qvsc是电压源型换流站的无功功率。进一步地，电压源型换流站直流功率对换流母线电压相角的灵敏度DPVSCδF的表达式为：式中，Ui是换流母线实际电压；Pdi是换流母线i处的直流有功功率；Qdi是换流母线i处的直流无功功率；Idi是馈入到换流母线的直流电流；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Qeqi是换流母线i处的等值交流无功功率；Qvsc是电压源型换流站的无功功率；Pvsc是电压源型换流站的有功功率；δi为换流母线电压相角。进一步地，建立的含有电压源型换流器的单馈入等值模型为：式中，为等效电势源；Ieqi为等效电流；Ui是换流母线实际电压；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗。进一步地，所述的不平衡函数为：ΔPdi＝Pdi-PdciΔPeqi＝Peqaci-Pdi-PVSCΔQeqi＝Qeqaci+Qdi-QVSC式中，ΔPdi是换流母线i处直流功率变化量；ΔPeqi是换流母线i处的等值有功功率变化量；ΔQeqi是换流母线i处等值无功功率的变化量；Pdi是换流母线i处的直流有功功率；Pdci是与换流站i相连的直流母线处送端的直流有功功率；PVSC是电压源型换流站的直流功率；Qdi是换流母线i处的直流无功功率，Peqi是换流母线i处的交流有功功率，Qeqi是换流母线i处的等值交流无功功率，QVSC是电压源型换流站的无功功率。进一步地，所述的雅克比矩阵模型：其中，ΔPdi是换流母线i处直流功率变化量；ΔPeqi是换流母线i处的等值有功功率变化量；ΔQeqi是换流母线i处等值无功功率的变化量；ΔIdi是换流站i直流电流变化量；Δδi是换流母线i处电压相角的变化量；ΔUi/Ui是换流母线i处电压变化量对换流母线电压的比值；和分别是ΔPdi，ΔPeqi，ΔQeqi依次对Idi，δi，Ui的偏导。进一步地，所述的功率灵敏因子EPSF的表达式为：式中，ΔPdi是换流母线i处直流功率变化量；ΔIdi是换流站i直流电流变化量。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术通过基于节点功率灵敏因子，利用单端口等值原理将含电压源型换流器的混合多馈入系统等值为VSC的单馈入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，具体步骤为：获取接入电压源型换流站的多馈入系统的潮流信息，将潮流信息输入至多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型，判断HMIGOSCR模型的输出数值是否为1；若数值大于1，则电力系统处于稳定状态；若数值等于1，则电力系统处于临界稳定状态；若数值小于1，则电力系统失去稳定；所述HMIGOSCR模型的生成方式为：1)建立接入电压源型换流站的混合多直流馈入系统准稳态模型，根据其得到多端口的相量电压和相量电流之间的关系式：

【技术特征摘要】
1.一种接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，具体步骤为：获取接入电压源型换流站的多馈入系统的潮流信息，将潮流信息输入至多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型，判断HMIGOSCR模型的输出数值是否为1；若数值大于1，则电力系统处于稳定状态；若数值等于1，则电力系统处于临界稳定状态；若数值小于1，则电力系统失去稳定；所述HMIGOSCR模型的生成方式为：1)建立接入电压源型换流站的混合多直流馈入系统准稳态模型，根据其得到多端口的相量电压和相量电流之间的关系式：式中，Id是馈入到换流母线的直流电流相量；Ig是戴维南等值电势源的电流相量；U是换流母线电压相量；E是戴维南等值电势源相量；YCC是换流母线处的自导纳；YCG和YGC是换流母线与戴维南等值电势源之间的互导纳；YGG戴维南等值电势源处的自导钠；2)通过关系式得到含有电压源型换流器的单馈入等值模型；3)建立换母线处的不平衡函数；4)对不平衡函数线性化得到雅克比矩阵模型；5)在矩阵模型中引入等值功率灵敏因子EPSF，生成最终模型。2.根据权利要求1所述的接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，所述的多馈入广义运行短路比HMIGOSCR模型为：其中，Ui是换流母线实际电压；Seqi是等值单馈入系统交流侧的复功率；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Ki为动态运行特性系数，反映混合系统的有功，无功分别对换流母线电压和相角的灵敏度；DPdiVF是电网换相换流器直流功率对电压的动态灵敏度；DPVSCVF是电压源型换流站直流功率对电压的灵敏度；DQMVF是混合无功对电压的灵敏度；DPVSCδF是电压源型换流站直流功率对换流母线电压相角的灵敏度。3.根据权利要求2所述的接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，电网换相换流器直流功率对电压的动态灵敏度DPdiVF的表达式为：式中，Pdi是换流母线i处的直流有功功率；Qdi是换流母线i处的直流无功功率；Idi是馈入到换流母线的直流电流；Ui是换流母线实际电压；Bii为换流母线i处与等效电势源之间的等值阻抗；Qeqi是换流母线i处的等值交流无功功率。4.根据权利要求2所述的接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，电压源型换流站直流功率对电压的灵敏度DPVSCVF的表达式为：式中，Peqi是换流母线i处的交流有功功率；Pvsc是电压源型换流站的有功功率；Ui是换流母线实际电压。5.根据权利要求2所述的接入电压源型换流站的多馈入系统稳定性的判断方法，其特征在于，混合无功对电压的灵敏度DQMV...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东东，孙梦显，赵耀，边晓燕，杨帆，林顺富，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31