一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，该方法首先确定接入STATCOM的容量和可接入STATCOM的节点集合，形成STATCOM布点方案集合；接着计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比；利用计算结果计算各方案对应的整体性指标和均衡性指标；并将上述指标归一化为标准化整体性指标及标准化均衡性指标，求得各方案的布点优选指标；最后根据各方案的布点优选指标获得最优STATCOM布点方案。本发明专利技术以提高多馈入交直流混联系统的电压稳定性为目标，为电网规划人员对多馈入交直流混联系统中STATCOM的布点选择提供参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法
本专利技术属于电力系统规划领域，更具体地，涉及一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法。
技术介绍
随着直流输电技术的快速发展，我国在特高压直流输电工程建设方面已经成为世界第一大国，拥有目前世界上最多的高压直流输电工程。随着我国直流工程的相继投运，出现了多条高压直流输电线路接入同一地区的电网结构。这些电气距离较近的直流线路与所馈入的交流电网共同形成了多馈入交直流系统。直流输电为受端电网提供有功的同时，也消耗着大量的无功功率，高压直流输电传输容量在系统中所占比例越来越大，相对的交流系统变得较弱，这使得与高压直流输电相连的受端交流系统的电压稳定性问题日益突出。提高受端交流系统电压稳定性的途径之一是在交流系统中合适的位置装设无功补偿装置。静止同步补偿器(staticsynchronouscompensator，STATCOM)是一种能够用于交直流混联系统的性能优良的无功补偿设备。基于电压源换流技术的STATCOM与传统的无功补偿装置相比，具有调节连续，谐波小，损耗低，运行范围宽，可靠性高，调节速度快等优点。许多学者考虑将其接入到直流输电逆变侧的交流母线，来改善其交流母线电压的稳定性。由于在多馈入交直流系统中，存在多个直流落点，多回直流线路之间、直流线路与交流系统之间均存在耦合关系，因此STATCOM的配置地点难以选择，在多馈入交直流系统中，如何配置STATCOM以提高系统电压稳定性是值得研究的问题。对于STATCOM的配置问题，工程上一般通过对多个备选方案，开展仿真分析，进行技术经济综合比选，择优确定配置方案，然而这种方法确定的方案优劣很大程度上依赖于研究人员的经验。所以，对于多直流馈入的情况，STATCOM安装位置的研究需要指标衡量，并结合数学优化的方法来进行研究，从而为电网规划人员配置STATCOM提供参考依据，使系统中装设的STATCOM能够最大程度地提高电压稳定性。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其目的在于解决现有多馈入交直流混联系统中STATCOM布点方法有赖于仿真和研究人员经验的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于：根据不同STATCOM布点方案的整体性指标和均衡性指标，通过数学计算选择STATCOM的安装位置，以提高系统电压稳定性。所述布点选择方法不需要仿真分析。所述数学计算包括计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的多馈入有效短路比。所述多馈入有效短路比的计算，依赖于STATCOM容量及装设地点与直流落点之间的电气距离，还依赖于系统中并联电容器容量及装设地点与直流落点之间的电气距离。所述布点选择方法包括以下步骤：(1)在有n个节点，其中发电机节点d个，直流落点k个的多馈入交直流混联电网中，确定装设STATCOM的容量为Qs；(2)确定可接入STATCOM的节点集合为除发电机节点以外的其余n-d个节点，即形成n-d个布点方案；(3)计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比(4)计算各方案对应的整体性指标Isum(i)和均衡性指标Ibal(i)；(5)计算各方案对应的标准化整体性指标和标准化均衡性指标(6)利用公式形成各方案的优选指标，式中I(i)表示方案i的优选指标；(7)选择布点优选指标最大的方案作为最优的STATCOM布点方案；其中，n、d、k都是自然数。所述步骤(3)中计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比包括以下步骤：(1)按照该布点方案接入容量为Qs的STATCOM；(2)计算k条直流线路两两之间的多馈入交互因子其中Zmj为第m回直流所接节点与第j回直流所接节点的互阻抗，Zmm为第m回直流所接节点的自阻抗；(3)利用公式计算第i个布点方案下系统第m回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比其中，i＝1,2……n-d，j＝1，2……k，m＝1,2……k，l＝1,2……n，Sacm表示第m回直流所接交流母线的短路容量，Zml为第m回直流所接节点与节点l的互阻抗，Zmm为第m回直流所接节点的自阻抗，Qcl为节点l上并联的电容容量，Qsli为第i个布点方案下，节点l上连接的STATCOM容量，Pdm为第m回直流的额定功率，Pdj为第j回直流的额定功率。所述步骤(4)中计算各方案对应的整体性指标和均衡性指标包括以下步骤：(1)利用公式计算每一个布点方案的整体性指标Isum(i)，其中i＝1,2,……n-d对应STATCOM不同布点的方案；k为系统中的直流回数，为第i个STATCOM布点方案下第m回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比；(2)利用公式和公式计算每一个布点方案的均衡性指标Ibal(i)。所述步骤(5)中计算各方案对应的标准化整体性指标和标准化均衡性指标包括以下步骤：(1)利用公式形成第i个STATCOM布点方案的标准化整体性指标，其中，maxIsum表示所有布点方案中最大的整体性指标，minIsum表示所有布点方案中最小的整体性指标；(2)利用公式形成第i个STATCOM布点方案的标准化均衡性指标，其中，maxIbal表示所有布点方案中最大的均衡性指标，minIbal表示所有布点方案中最小的均衡性指标。通过标准化处理，整体性指标与均衡性指标均同向单调，即经过标准化后的指标数值越大，则方案越好；且上述指标数值在[0,1]区间内，数量级一致，均无量纲，便于步骤（6）的优选。本专利技术包括以下优点和技术效果：新颖性：与传统交流系统中STATCOM的布点方法不同，本专利技术提供的STATCOM布点选择方法适用于目前正在快速发展的多馈入交直流混联系统。操作简单：只需进行简单计算即可确定STATCOM的布点，不需进行繁琐的仿真。准确性高：提供了能够全面考虑STATCOM的布点位置及容量对电压稳定性影响的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比。并基于此提出了不同STATCOM布点方案的整体性指标和均衡性指标，使布点选择结果完整、准确地考虑了无功补偿设备对多馈入交直流系统的电压稳定性整体及局部的影响，避免了电网规划人员通过经验选择STATCOM布点位置。附图说明图1是一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法的流程图。图2为含三条直流馈线的10机39节点交直流混联电网结构示意图。图3为标识出12个优选指标最大的STATCOM接入节点的含三条直流馈线的10机39节点交直流混联电网示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法流程如图1所示，包括以下步骤：（1）在有n个节点，其中发电机节点d个，直流落点k个的多馈入交直流混联电网中，确定装设STATCOM的容量为Qs。欲装设的STATCOM容量Qs由电网规划人员根据交直流混联系统电压稳定性的好坏决定。由于单台STATCOM成本较贵，为在STATCOM提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于：根据不同STATCOM布点方案的整体性指标和均衡性指标，通过数学计算选择STATCOM的安装位置，以提高系统电压稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于：根据不同STATCOM布点方案的整体性指标和均衡性指标，通过数学计算选择STATCOM的安装位置，以提高系统电压稳定性。2.根据权利要求1所述的多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于，所述布点选择方法不需要仿真分析。3.根据权利要求1或2所述的多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于，所述数学计算包括计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的多馈入有效短路比。4.根据权利要求3所述的多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于，所述多馈入有效短路比的计算，依赖于STATCOM容量及装设地点与直流落点之间的电气距离，还依赖于系统中并联电容器容量及装设地点与直流落点之间的电气距离。5.根据权利要求1或2所述的多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于，所述布点选择方法包括以下步骤：(1)在有n个节点，其中发电机节点d个，直流落点k个的多馈入交直流混联电网中，确定装设STATCOM的容量为Qs；(2)确定可接入STATCOM的节点集合为除发电机节点以外的其余n-d个节点，即形成n-d个布点方案；(3)计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比i＝1,2……n-d，m＝1,2……k；(4)计算各方案对应的整体性指标Isum(i)和均衡性指标Ibal(i)；(5)计算各方案对应的标准化整体性指标和标准化均衡性指标(6)利用公式形成各方案的优选指标，式中I(i)表示方案i的优选指标；(7)选择布点优选指标最大的方案作为最优的STATCOM布点方案；其中，n、d、k都是自然数。6.根据权利要求5中所述的多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比包括以下步骤：(1)按照该布点方案接入容量...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷俊哲，张振安，李程昊，赵华，赵阳，郝元钊，方舟，王建波，刘畅，姚伟，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，华中科技大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41