一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法和系统，包括：根据低压直流用电系统中换流器的接线形式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案，根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵选择低压直流用电系统中换流器的最优接地方案。本发明专利技术提供的技术方案，原理简单，操作性强，有效解决了低压直流用电系统接地方式选择问题，为直流配电网的发展、尤其是低压直流配电网的发展提供理论支撑。

Selection method and system of converter grounding scheme for low voltage DC power system

【技术实现步骤摘要】
一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法和系统
本专利技术涉及配电网规划
，具体涉及一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法和系统。
技术介绍
随着国民经济水平的高速发展，用电负荷快速增长，用户侧分布式电源和柔性负荷“即插即用”需求的与日俱增，城市交流配电网的供电能力受走廊紧张等多方面因素的制约提升困难；同时，终端用户负荷直流化趋势明显，且其对电能质量和供电可靠性要求越来越高，在现有交流配电网的基础上，发展兼具安全、可靠、高效的交直流混合配电网将成为未来配电网发展的一种重要形式。直流配电网具有传输效率高、传输容量大、传输距离远、供电可靠率高、供电灵活等特点，能满足各类交直流用户的接入需求，而合理的接地方式是保障交直流配用电系统安全、可靠运行的重要保障。目前交流配电网已经经过了几十年的发展，对于其接地方式的研究和应用已经非常成熟，主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地3种；在特高压及高压直流输电领域，其接地方式的研究和应用也较为充分。而直流配电技术方兴未艾，直流配电工程多处于示范应用阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据低压直流用电系统中换流器的接线形式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案；/n根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵选择低压直流用电系统中换流器的最优接地方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压直流用电系统的换流器接地方案选择方法，其特征在于，所述方法包括：
根据低压直流用电系统中换流器的接线形式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案；
根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵选择低压直流用电系统中换流器的最优接地方案。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据低压直流用电系统中换流器的接线形式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案，包括：
若低压直流用电系统中换流器的接线形式为真双极接线形式，则低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案包括换流器不接地、换流器中性点直接接地、换流器中性点通过大电阻接地和换流器中性点通过小电阻接地；
若低压直流用电系统中换流器的接线形式为伪双极接线形式，则低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案包括换流器不接地、换流器出口通过正极接地、换流器出口通过负极接地和换流器中性点直接接地。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵X：



式中，xij为低压直流用电系统中换流器可供选择的第i个接地方案的第j个初始指标值，i∈(1～n)，n为低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案总数，j∈(1～p)，p为低压直流用电系统中换流器的初始指标总数。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵选择低压直流用电系统中换流器的最优接地方案，包括：
根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵X确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的相关因数矩阵R；
利用低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的相关因数矩阵R求解特征方程|R-λj·Ip|＝0，获取低压直流用电系统中换流器的各初始指标对应的特征根以及特征向量；
将低压直流用电系统中换流器的各初始指标对应的特征根进行降序排列；
当降序序列中前m个特征根的对应的指标的累积贡献率超过累积贡献率设定阈值时，获取使m最小时的降序序列中前m个特征根以及对应的特征向量；
根据降序序列中前m个特征根以及对应的特征向量确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的综合评价向量；
选择低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的综合评价向量中最小值对应的接地方案为低压直流用电系统中换流器的最优接地方案；
其中，λj为低压直流用电系统中换流器的第j个初始指标的特征根，Ip为p阶单位矩阵，m,j∈(1～p)，p为低压直流用电系统中换流器的初始指标总数，初始指标对应的特特征向量为p×1阶列向量。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的初始指标矩阵确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的相关因数矩阵，包括：
按下式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的相关因数矩阵R：



式中，X*为低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的标准化指标矩阵，T为向量的转置；
其中，对所述初始指标矩阵X进行标准化变换后得到如下式的标准化指标矩阵X*：



式中，为低压直流用电系统中换流器可供选择的第i个接地方案的第j个初始指标的标准值，i∈(1～n)，n为低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案总数，j∈(1～p)，p为低压直流用电系统中换流器的初始指标总数。


6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定降序序列中前m个特征根的对应的指标的累积贡献率γ：



式中，λj为低压直流用电系统中换流器的第j个初始指标的特征根，λk为降序序列中第k个特征根，k∈(1～m)，m为降序序列中前m个特征根的对应的指标的累积贡献率超过累积贡献率设定阈值时的最小取值，j∈(1～p)，p为低压直流用电系统中换流器的初始指标总数。


7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的综合评价向量F：



式中，νk为降序序列中第k个特征根对应的指标的主成分贡献率，Yk为降序序列中第k个特征根对应的指标的主成分，k∈(1～m)，m为降序序列中前m个特征根的对应的指标的累积贡献率超过累积贡献率设定阈值时的最小取值；
其中，按下式确定降序序列中第k个特征根对应的指标的主成分贡献率νk：



式中，λk为降序序列中第k个特征根；
按下式确定降序序列中第k个特征根对应的指标的主成分Yk：
Yk＝X*·Uk
式中，X*为低压直流用电系统中换流器可供选择的接地方案的标准化指标矩阵，Uk为降序序列中第k个特征根对应的特征向量。


8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低压直流用电系统中换流器的各项逆向初始指标包括：单点人身触电电流指标、供电可靠性修正指标、网损率指标、接地点杂散电流指标、对接地网的电化学腐蚀指标、母线电压偏差指标、一次设备投资指标、二次设备投资指标和运行维护费用指标；
所述供电可靠性修正指标为供电可靠性指标的倒数；
所述低压直流用电系统中换流器的各初始指标值为全年任选的L个时刻断面下各初始指标的算术平均值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，韦涛，赵明欣，刘伟，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11