±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法技术

本发明专利技术涉及一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据直流输电系统的工作原理，确定主接线拓扑结构的影响因素；2)确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型；3)设定递阶层次指标模型中各项一级指标和二级指标的权重；4)设定递阶层次指标模型中各项二级指标的分数等级；5)基于设定的分数等级，根据直流输电系统的运行历史数据和经验，获得所有待评估主接线拓扑结构中各项二级指标的分数；6)采用分层加权得分法，计算得到每一待评估主接线拓扑结构的综合分数，通过综合分数对比完成主接线拓扑结构的评估，本发明专利技术可广泛用于直流输电领域中。

【技术实现步骤摘要】
±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法
本专利技术是关于一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，属于直流输电领域。
技术介绍
超高压输电具有大容量、远距离、低损耗和省占地的固有特性，超高压输电方法的采用能够实现更大范围的资源优化配置，推动中国能源的高效开发和利用，改善大气环境。在大容量高压直流输电系统中，换流站主接线方案对于整个直流主设备研制和工程实施的难度、可靠性水平、换流器故障所造成的交流功率损失等都具有重大影响，也是整体技术解决方案和技术路线的主要内容。换流站主接线方案的核心问题是确定换流站的主接线拓扑结构和基于该拓扑结构的主要交直流设备的具体配置，需要从技术方案的可行性、工程的可靠性及经济性等方面进行研究论证。以往的直流输电工程往往根据设备制造能力和运行经验确定主接线拓扑结构，常规的500kV直流工程往往采用单12脉动结构，晶闸管的串联数不多，换流阀的通流能力也满足要求，根据经验就直接确定主接线拓扑结构，800kV直流工程充分借鉴了500kV直流工程的运行经验，直接确定采用两个12脉动串联的主接线拓扑结构，每个12脉动电压均为400kV，这样其单12脉动电压低于常规的500kV工程，通流能力根据换流阀通流能力确定，不需要进行复杂的计算和评估。±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远以及技术水平最先进的特高压输电工程，其最基本的换流单元是12脉动换流单元，通过单个或者多个12脉动换流单元实现直流电压升高的目的，12脉动换流单元的数量直接影响到与其连接的换流变的运输重量、运行可靠性、灵活性和备品备件的数量等，所以确定直流输电主接线拓扑结构是直流输电工程中最重要的输入条件。然而，现有技术中没有对±1100kV特高压直流输电工程的主接线拓扑结构进行评估的方法，因此，需要一种客观的方法对主接线拓扑结构进行评估，进而能够得到最优的主接线拓扑结构。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够客观评估主接线拓扑结构，进而得到最优主接线拓扑结构的±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据直流输电系统的工作原理，确定主接线拓扑结构的影响因素；步骤2)：确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型；步骤3)：设定递阶层次指标模型中各项一级指标和二级指标的权重；步骤4)：设定递阶层次指标模型中各项二级指标的分数等级；步骤5)：基于设定的分数等级，根据直流输电系统的运行历史数据和经验，获得所有待评估主接线拓扑结构中各项二级指标的分数；步骤6)：采用分层加权得分法，计算得到每一待评估主接线拓扑结构的综合分数F(k)，通过综合分数对比完成主接线拓扑结构的评估，其中：其中，F(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构的综合分数；N表示一级指标的总数；wi(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构中第i个一级指标的权重；fi(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构中第i个一级指标的分数，且该一级指标的分数是由该种待评估主接线拓扑结构中相应二级指标的权重与对应分数进行加权求和计算得到。进一步，所述步骤1)中主接线拓扑结构的影响因素包括对整个直流输电系统可靠性的影响因素、对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素、对设备制造成本的影响因素、对换流站建设成本的影响因素和对直流系统运行的影响因素、故障率、故障电量损失、换流阀制造成本、换流变制造成本、设备备件制造成本、搭建运输制造成本、阀厅与换流变广场建设成本、直流场接线复杂程度、交流侧分层接入复杂程度、运行方式的灵活性和运行经验。进一步，所述步骤2)中确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型，具体过程为：2.1)对各影响因素之间的相互关系进行分析，确定各影响因素的层级关系；2.2)采用层次分析法，根据确定的层级关系，建立递阶层次指标模型，包括：总目标层，即主接线拓扑结构的影响因素；准则层包括若干一级指标，即：对整个直流输电系统可靠性的影响因素、对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素、对设备制造成本的影响因素、对换流站建设成本的影响因素和对直流系统运行的影响因素；子准则层包括与相应一级指标对应的若干二级指标，即：对整个直流输电系统可靠性影响因素的二级指标包括故障率和故障电量损失，对设备制造成本影响因素的二级指标包括换流阀制造成本、换流变制造成本、设备备件制造成本和搭建运输制造成本，对换流站建设成本影响因素的二级指标包括阀厅与换流变广场建设成本、直流场复杂程度和交流侧分层接入复杂程度，对直流系统运行影响因素的二级指标包括运行方式的灵活性和运行经验。进一步，所述步骤3)中设定递阶层次指标模型中各项一级指标的权重，具体过程为：根据各影响因素对特高压直流工程可行性和技术经济性的重要程度，基于总权重和为1，最重要影响因素权重是普通影响因素权重的3倍，较重要影响因素权重是普通影响因素权重的2倍的原则，设定各项一级指标的权重，其中，最重要影响因素为对换流站建设成本的影响因素，较重要影响因素为对设备制造成本的影响因素和对整个直流输电系统可靠性的影响因素，对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素和对直流系统运行的影响因素为普通影响因素，其中，递阶层次指标模型中各项一级指标的权重为：对换流站建设成本的影响因素权重为0.3，对设备制造成本的影响因素和对整个直流输电系统可靠性的影响因素权重均为0.2，对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素和对直流系统运行的影响因素权重均为0.1。进一步，基于总权重和为1的原则，分别设定所述步骤3)中递阶层次指标模型中各项二级指标的权重为：故障率的权重为0.5，故障电量损失的权重为0.5；换流阀制造成本的权重为0.3，换流变制造成本的权重为0.3，设备备件成本的权重为0.2，搭建运输制造成本的权重为0.2；阀厅与换流变广场建设成本的权重为0.4，直流场接线复杂程度的权重为0.2，交流侧分层接入复杂程度的权重为0.4；运行方式的灵活性的权重为0.6，运行经验的权重为0.4。进一步，所述步骤4)中设定递阶层次指标模型中各项二级指标的分数等级，具体过程为：采用百分制方法，将各项二级指标均划分为三个等级，包括最好等级，该等级的二级指标分数为100分；较好等级，该等级的二级指标分数为80分；一般等级，该等级的二级指标分数为60分。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：传统的定性确定主接线拓扑结构的方法受个人经验影响较大，很难得到最优的拓扑结构，每种主接线拓扑结构均有优缺点，传统的定性方法很难去量化每种主接线拓扑结构的优缺点，从而很难得到最优的主接线拓扑结构，本专利技术采用层次分析法建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型，采用分层加权得分法对递阶层次指标模型中的一级指标和二级指标进行量化评估，经过逐层加权求和后得到待评估主接线拓扑结构的最终分数，进而能够选取分数最高的主接线拓扑结构为最优方案，很大程度上克服了经验判断法的主观性和随机性，使主接线拓扑结构选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据直流输电系统的工作原理，确定主接线拓扑结构的影响因素；步骤2)：确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型；步骤3)：设定递阶层次指标模型中各项一级指标和二级指标的权重；步骤4)：设定递阶层次指标模型中各项二级指标的分数等级；步骤5)：基于设定的分数等级，根据直流输电系统的运行历史数据和经验，获得所有待评估主接线拓扑结构中各项二级指标的分数；步骤6)：采用分层加权得分法，计算得到每一待评估主接线拓扑结构的综合分数F(k)，通过综合分数对比完成主接线拓扑结构的评估，其中：

【技术特征摘要】
1.一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据直流输电系统的工作原理，确定主接线拓扑结构的影响因素；步骤2)：确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型；步骤3)：设定递阶层次指标模型中各项一级指标和二级指标的权重；步骤4)：设定递阶层次指标模型中各项二级指标的分数等级；步骤5)：基于设定的分数等级，根据直流输电系统的运行历史数据和经验，获得所有待评估主接线拓扑结构中各项二级指标的分数；步骤6)：采用分层加权得分法，计算得到每一待评估主接线拓扑结构的综合分数F(k)，通过综合分数对比完成主接线拓扑结构的评估，其中：其中，F(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构的综合分数；N表示一级指标的总数；wi(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构中第i个一级指标的权重；fi(k)表示第k种待评估主接线拓扑结构中第i个一级指标的分数，且该一级指标的分数是由该种待评估主接线拓扑结构中相应二级指标的权重与对应分数进行加权求和计算得到。2.如权利要求1所述的一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，所述步骤1)中主接线拓扑结构的影响因素包括对整个直流输电系统可靠性的影响因素、对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素、对设备制造成本的影响因素、对换流站建设成本的影响因素和对直流系统运行的影响因素、故障率、故障电量损失、换流阀制造成本、换流变制造成本、设备备件制造成本、搭建运输制造成本、阀厅与换流变广场建设成本、直流场接线复杂程度、交流侧分层接入复杂程度、运行方式的灵活性和运行经验。3.如权利要求2所述的一种±1100kV特高压直流工程主接线拓扑结构评估方法，其特征在于，所述步骤2)中确定各影响因素的层级关系，建立综合评价主接线拓扑结构的递阶层次指标模型，具体过程为：2.1)对各影响因素之间的相互关系进行分析，确定各影响因素的层级关系；2.2)采用层次分析法，根据确定的层级关系，建立递阶层次指标模型，包括：总目标层，即主接线拓扑结构的影响因素；准则层包括若干一级指标，即：对整个直流输电系统可靠性的影响因素、对交流系统功率的影响因素、对控制保护复杂程度的影响因素、对设备制造成本的影响因素、对换流站建设成本的影响因素和对直流系统运行的影响因素；子准则层包括与相应一级指标对应的若干二级指标，即：对整...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐波，陈东，赵峥，郭贤珊，付颖，杜晓磊，刘哲，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11