一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法技术

本发明专利技术公开了一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，其核心思想是在交直流系统潮流计算P‑Q分解法的基础上，推导出考虑直流外特性的交直流全系统Q‑V不平衡方程，进一步化简求解出多馈入直流相互作用影响因子。相对于现有技术，本发明专利技术在计算多馈入相互作用因子MIIF时保留了实际运行的电网结构，不需要对电网进行等值处理，因此具有较强的实用性和普适性；此外本发明专利技术从理论上推导出MIIF的实用算法，具有明确的物理意义；最后，在计算MIIF时，本发明专利技术不仅考虑了实际交流系统的网络参数，而且考虑了直流系统在不同控制方式下的外特性，因此准确性得以保证。

【技术实现步骤摘要】
一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法
本专利技术属于高压直流输电
，具体涉及一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法。
技术介绍
在我国“西电东送”的战略格局下，华东电网和广东电网等区域电网已发展成为了多直流落点系统，多直流集中落点已成为我国电网的重要特征之一。在多直流落点系统中，所有直流均接入同一个交流系统，直流之间通过交流线路的连接而存在天然的电路耦合关系，因此每条直流发生扰动将对其他直流的运行特性造成影响。由于多直流落点系统的交直流相互作用复杂、直流馈入功率大，给电网规划和运行带来了巨大的挑战，因此研究直流间相互作用程度的评价指标及其计算方法，将为多直流落点系统的规划和运行提供有效的指导工具，具有重要的现实意义和工程实用价值。在多直流落点系统中，直流之间的相互作用程度通常用CIGRE工作组提出的多馈入相互作用因子(Multi-infeedInteractionFactor，MIIF)来衡量，具体为：在第i回直流系统换流站母线上投入一定容量电抗器，使得该母线电压降落幅度约为1％，其他回直流换流母线电压变化量与第i回直流换流站母线电压变化量的比值。对于MIIF的求解，目前主要有三种计算方法，分别是基于稳定计算程序的仿真计算法、基于降阶雅克比矩阵的解析计算法以及基于降阶节点阻抗矩阵的近似计算方法。其中，基于稳定计算程序的仿真计算法保留了全系统的精确数学模型，无需对大规模交流系统进行等值，对于大规模交直流系统的稳定分析而言尤其简单实用，是衡量其他数值计算方法结果准确性的标准；然而，这种方法无法从理论上严格地解析多直流相互作用强度的敏感因素。为此，在多馈入交直流等值系统的潮流模型基础上，基于降阶雅克比矩阵的解析计算法从理论上推导了MIIF的解析表达式，并揭示出MIIF是由考虑了直流外特性的交直流系统雅克比矩阵相关元素决定的；然而该方法主要应用于多直流落点系统的规划建设，因此直流接入的交流系统可以根据有效短路比等参数用戴维南电路等值模拟，而对于实际运行中的多直流落点交直流大电网而言，将其准确等效为多端口的戴维南等值电路是很困难的，因此该方法的实用性欠佳，并不能直接应用于多直流落点的实际大电网研究；类似地，在多馈入交直流等值系统的基础上，基于降阶节点阻抗矩阵的近似计算法通过求解交流电网换流站节点的阻抗矩阵来计算MIIF；然而该方法并没有考虑直流系统在不同控制方式下的外特性，只考虑了等值交流系统的网络参数，该方法的计算结果存在较大偏差。因此，对于多直流落点的实际电网而言，有必要研究兼顾实用性和准确性的MIIF计算方法。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提供了一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，该方法保留了实际运行的电网结构，不需要对电网进行等值处理，并且从理论上给出了MIIF的算法，具有明确的物理意义；该方法的核心思想是在交直流系统潮流计算P-Q分解法的基础上，推导出考虑直流外特性的交直流全系统Q-V不平衡方程，进一步化简求解出多馈入直流相互作用影响因子。一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，包括如下步骤：(1)获取多直流落点系统的交流网络基本参数，所述多直流落点系统包含有多个相互连接的交流PQ节点(这类节点的有功功率P和无功功率Q是给定的)，这些交流PQ节点分为两类：一类为通过直流系统接入的换流站母线节点，另一类为纯交流PQ节点；(2)获取换流站母线节点所对应直流系统的基本参数和控制方式，进而计算出各换流站母线节点无功功率对换流母线电压的灵敏度；(3)根据所述交流网络基本参数通过计算建立多直流落点系统的常系数对称矩阵B，根据所述灵敏度建立多直流落点系统的常系数补偿矩阵B'，使常系数对称矩阵B与常系数补偿矩阵B'相加得到修正后的常系数对称矩阵B*；(4)根据所述修正后的常系数对称矩阵B*计算换流站母线节点之间的多馈入相互作用因子。所述步骤(3)中的常系数对称矩阵B为m×m维的方阵，m为多直流落点系统中的交流PQ节点个数，其中前n个交流PQ节点为换流站母线节点，其他交流PQ节点为纯交流PQ节点，n为多直流落点系统中的换流站母线节点个数，常系数对称矩阵B中各元素值的表达式如下：其中：Bii为常系数对称矩阵B中的第i行第i列元素值，Bij为常系数对称矩阵B中的第i行第j列元素值，xij为第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点之间的线路电抗且第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点直接相连；若第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点不直接相连，则Bij＝0；K为与第i个交流PQ节点直接相连的交流PQ节点集合，k为交流PQ节点集合K中的任一交流PQ节点，xik为第i个交流PQ节点与交流PQ节点k之间的线路电抗，bi为第i个交流PQ节点的接地支路电纳，i和j均为自然数且1≤i≤m，1≤j≤m。所述步骤(3)中的常系数补偿矩阵B'为m×m维的方阵，m为多直流落点系统中的交流PQ节点个数，常系数补偿矩阵B'的表达式如下：B'11＝diag(σ1,σ2,...,σn)其中：B'11为常系数补偿矩阵B'中对应左上角的子矩阵且B'11为n×n维的对角矩阵，σp为第p个换流站母线节点无功功率对换流母线电压的灵敏度，p为自然数且1≤p≤n，n为多直流落点系统中的换流站母线节点个数。所述步骤(3)中修正后的常系数对称矩阵B*的表达式如下：其中：B11、B12、B21和B22分别为常系数对称矩阵B对应常系数补偿矩阵B'结构分解得到的四个子矩阵。所述步骤(4)中根据以下算式计算换流站母线节点之间的多馈入相互作用因子：其中：MIIFq,p为第q个换流站母线节点相对第p个换流站母线节点的多馈入相互作用因子，Bcd为中间矩阵，为B22的逆矩阵，为Bcd的逆矩阵，为逆矩阵中的第q行第p列元素值，为逆矩阵中的第p行第p列元素值，q为自然数且1≤q≤n。与现有技术相比，本专利技术计算方法的有益技术效果如下：(1)本专利技术在计算多馈入相互作用因子MIIF时保留了实际运行的电网结构，不需要对电网进行等值处理，因此具有较强的实用性。(2)本专利技术从理论上推导出MIIF的实用算法，具有明确的物理意义；在计算MIIF时，不仅考虑了实际交流系统的网络参数，而且考虑了直流系统在不同控制方式下的外特性，因此准确性得以保证。(3)本专利技术不仅适用于多直流馈入系统的MIIF计算，而且适用于多直流送出系统的MIIF计算，此时只需要把多馈入直流系统的逆变站功率外特性用多送出直流系统的整流站功率外特性替换即可，因此本专利技术具有普适性。附图说明图1为本专利技术计算方法的流程示意图。图2为多直流落点实际大电网系统的示意图。具体实施方式为了更为具体地描述本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，本专利技术多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，包括如下步骤：(1)获取多直流落点系统的交流网络基本参数以及直流系统的基本参数和控制方式；其中，多直流落点系统的交流网络基本参数包括线路电抗x和节点接地支路电纳b；直流系统的基本参数包括换流母线电压E、换流站的理想空载直流电压Ud0、直流系统的极数Kp；直流系统控制方式包括整流侧定电流控制-逆变侧定电压控制以及整流侧定电流控制-逆变侧定关断角控制这两种组合控制方式。(2)根据直流系统的基本参数和控制方式，计算直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，包括如下步骤：(1)获取多直流落点系统的交流网络基本参数，所述多直流落点系统包含有多个相互连接的交流PQ节点，这些交流PQ节点分为两类：一类为通过直流系统接入的换流站母线节点，另一类为纯交流PQ节点；(2)获取换流站母线节点所对应直流系统的基本参数和控制方式，进而计算出各换流站母线节点无功功率对换流母线电压的灵敏度；(3)根据所述交流网络基本参数通过计算建立多直流落点系统的常系数对称矩阵B，根据所述灵敏度建立多直流落点系统的常系数补偿矩阵B'，使常系数对称矩阵B与常系数补偿矩阵B'相加得到修正后的常系数对称矩阵B

【技术特征摘要】
1.一种多馈入直流相互作用因子的实用计算方法，包括如下步骤：(1)获取多直流落点系统的交流网络基本参数，所述多直流落点系统包含有多个相互连接的交流PQ节点，这些交流PQ节点分为两类：一类为通过直流系统接入的换流站母线节点，另一类为纯交流PQ节点；(2)获取换流站母线节点所对应直流系统的基本参数和控制方式，进而计算出各换流站母线节点无功功率对换流母线电压的灵敏度；(3)根据所述交流网络基本参数通过计算建立多直流落点系统的常系数对称矩阵B，根据所述灵敏度建立多直流落点系统的常系数补偿矩阵B'，使常系数对称矩阵B与常系数补偿矩阵B'相加得到修正后的常系数对称矩阵B*；(4)根据所述修正后的常系数对称矩阵B*计算换流站母线节点之间的多馈入相互作用因子。2.根据权利要求1所述的实用计算方法，其特征在于：所述步骤(3)中的常系数对称矩阵B为m×m维的方阵，m为多直流落点系统中的交流PQ节点个数，其中前n个交流PQ节点为换流站母线节点，其他交流PQ节点为纯交流PQ节点，n为多直流落点系统中的换流站母线节点个数，常系数对称矩阵B中各元素值的表达式如下：其中：Bii为常系数对称矩阵B中的第i行第i列元素值，Bij为常系数对称矩阵B中的第i行第j列元素值，xij为第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点之间的线路电抗且第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点直接相连；若第i个交流PQ节点与第j个交流PQ节点不直接相连，则Bij＝0；K为与第i个交流PQ节点直接相连的交流PQ节点集合，k为交流PQ节点集合K中的任一交流PQ节点，xik为第i个交流PQ节点与交流PQ节点k之间的线路电抗，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凌谊，钱纹，王志敏，赵岳恒，徐政，肖亮，王世佳，郭相阳，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53