一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，包括资金时间价值的成本模型的构建和安全品质的交流电网加强方案，所述资金时间价值的成本模型的构建包括一次性投资成本、运行成本、电量效益和匹配费用，所述安全品质的交流电网加强方案包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流线路输电能力。考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，针对多回直流接入的送端电网，提出了综合考虑经济性和安全品质的动态规划方法，加强交流网架和降低直流输电能力等提高安全品质的送端电网加强方案，计及过渡阶段不同电网结构带来的运行成本的差异，选取经济性最优的方案，降低过渡年份的投资成本，具有较好的实用价值。

A dynamic planning method for sending end power grid considering multiple HVDC access

【技术实现步骤摘要】
一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法
本专利技术涉及电网运转
，具体领域为考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法。
技术介绍
多回直流接入给送端交流电网安全运行带来很大挑战。换流站直流闭锁或换相失败容易导致直流外送地区电网失去稳定。同时换流站因其无功消耗大的特点，对交流电网的电压支撑能力提出了较高要求。因此在实际电网规划中，应从安全性和经济性两方面综合考虑多回直流接入的送端电网加强方案，现有的电网动态规划研究主要集中在受端电网，对送端电网研究不多。而送端电网结构薄弱，电压支撑能力差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，包括资金时间价值的成本模型的构建和安全品质的交流电网加强方案，所述资金时间价值的成本模型的构建包括一次性投资成本、运行成本、电量效益和匹配费用，所述安全品质的交流电网加强方案包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流线路输电能力。优选的，所述一次性投资成本包括对交流线路和无功补偿装置的投资。优选的，所述运行成本包括维护成本和网损成本。优选的，所述无功补偿装置选择动态无功补偿设备。优选的，所述直流线路输电能力通过仿真获得最小直流线路输电能力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，针对多回直流接入的送端电网，提出了综合考虑经济性和安全品质的动态规划方法，提出包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流输电能力等提高安全品质的送端电网加强方案，同时建立考虑资金时间价值的经济模型，计及过渡阶段不同电网结构带来的运行成本的差异，选取经济性最优的方案。利用IEEE30节点作为测试系统，结果表明，所提出的规划方法能在提高送端电网安全品质的基础上，降低过渡年份的投资成本，具有较好的实用价值。附图说明图1为本专利技术方法流程的结构示意图；图2为本专利技术测试系统网络的结构示意图；图3为本专利技术主要参数值的示意图；图4为本专利技术一阶段距离耦合度指标排序的示意图；图5为本专利技术一阶段不同方案的暂态电压越限风险指标的示意图；图6为本专利技术一阶段三种方案费用对比的示意图；图7为本专利技术一阶段距离耦合度指标排序的示意图；图8为本专利技术二阶段不同方案的暂态电压越限风险指标的示意图；图9为本专利技术二阶段三种方案费用对比的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-9，本专利技术提供一种技术方案：一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，包括资金时间价值的成本模型的构建和安全品质的交流电网加强方案，所述成本模型的构建包括一次性投资成本、运行成本、电量效益和匹配费用，大容量直流接入会给送端电网带来影响，此时适当降低直流输电能力同样可以保证电网安全稳定运行，但是会减少电网的电量效益，ΔFP＝ΔEdζ，其中ΔFP是因输电能力降低而减少的电量效益，ζ是平均电价，ΔEd是减少的售电量，表示为：ΔEd＝ΔPdTmax，其中Tmax是年最大利用小时数，ΔPd是减少的直流线路传输容量，为了确保过渡阶段的安全稳定运行，本专利技术提出多馈入有效短路比KMESCR对多回直流接入与送端交流电网之间的匹配度进行量化，该指标反映了接入直流与交流线路、交流线路与交流线路之间的相互作用，其中m是直流接入节点，Sdm是节点m的短路容量，Qcm是在m上并联的无功补偿设备容量，Pdeqm是m的等效功率，Pdm是m的额定功率，ND是到该阶段为止的直流线路数。Zeq是交流电网的等效节点阻抗矩阵，Zeqmn和Zeqmm分别是Zeq的第m行第n列和第m行第m列元素，KMESCR反映了交流线路和接入直流之间的匹配性。当KMESCR<a时，该交直流电网非常脆弱；当a<KMESCR<b时，该交直流电网稍弱；当KMESCR>b时，该交直流电网匹配度很好。在送端电网中，a和b分别取2.4和3.3。因此，可将KMESCR模糊计算为匹配费用FSE，FSE＝CSEμ(KMESCR)，其中CSE是匹配费用系数，μ(KMESCR)是FSE的Z形隶属函数：具体而言，所述运行成本包括维护成本和网损成本，维护成本FMA和网损成本FLO：式中，αi是维护成本系数，CLO是单位容量的网损成本，NL，sum是送端电网中所有交流线路数量，TLO，max是最大损耗持续时间，Ri是线路i的电阻，Pi、Qi和Ui分别是最大负荷情况下线路i上的潮流和电压。具体而言，所述一次性投资成本包括对交流线路和无功补偿装置的投资，一次性投资成本FCO包括对交流线路和无功补偿装置的投资。为了反映资金的时间价值和工程寿命的差异，对各阶段的一次性投资成本进行折现。交流线路FL的一次性投资成本为：式中，NL是该阶段待建的交流线路数量，CLi是线路i的单位长度投资成本，Li是线路i的长度，TL是线路使用寿命，r是折现率。同理，无功补偿FQ的投资成本为：式中，NQ是该阶段待建的无功补偿装置数量，CQm是在节点m上安装无功补偿装置的单位容量投资成本，Qcm是该阶段待建的无功补偿装置容量，TQ是无功补偿装置的使用寿命。所述安全品质的交流电网加强方案包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流线路输电能力，部分送端电网因拓扑结构薄弱无法支撑直流接入，因此可以通过计算各支路能量函数εmn筛选出脆弱支路并加强以提高电网结构坚强性，式中，Um和Un是节点m和n上的电压幅值，θmn是m和n之间的相位差，Gmn和Bmn分别是m和n之间的支路电导和电纳，Pmn和Qmn是m和n之间的有功功率和无功功率。θmn0、Pmn0和Qmn0是θmn、Pmn和Qmn的初始值。Umn是m和n之间的电压幅值差。则m和n之间的电气介数Be(m，n)表示为：Be(m,n)＝∑m'∈N',n'∈N”Wm'n'1Wm'n'2|Im'n'(m,n)|，式中，N’和N”是送端电网中发电机和负荷节点的总数，皆为Nsum的子集。Im’n’(m，n)表示在m’和n’之间注入单位电流之后支路(m，n)上的电流变化。Wm’n’1＝(Pm’*Pn’)1/2，其中Pm’和Pn’分别是m’和n’的额定容量。Wm’n’2＝min(Pm’，Pn’，max)，其中Pm’，max是m’上的最大负荷，综上，支路脆弱度指标Hmn为：式中，dEmn/dUmn反映了支路的脆弱性，而Be(m，n)权衡了各个支路对电网潮流的贡献。综上，Hmn反映了各个支路的脆弱性和对网络拓扑的重要性，因此可以用来筛选脆弱支路并增加该交流线路回路数以提高送端电网的安全品质。具体而言，所述无功补偿装置选择动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，包括资金时间价值的成本模型的构建和安全品质的交流电网加强方案，其特征在于：所述资金时间价值的成本模型的构建包括一次性投资成本、运行成本、电量效益和匹配费用，所述安全品质的交流电网加强方案包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流线路输电能力。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，包括资金时间价值的成本模型的构建和安全品质的交流电网加强方案，其特征在于：所述资金时间价值的成本模型的构建包括一次性投资成本、运行成本、电量效益和匹配费用，所述安全品质的交流电网加强方案包括安装无功补偿装置、加强交流网架和降低直流线路输电能力。


2.根据权利要求1所述的一种考虑多回直流接入的送端电网动态规划方法，其特征在于：所述一次性投资成本包括对交流线路和无功补偿装置的投资，同时为了体现资金的时间价值，对其进行折现。

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伊萌，李庚银，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11