一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法技术

本发明专利技术涉及电力系统运行和控制技术领域，具体的是一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，包括如下步骤：一、获取含交直流混联受端电力系统的电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数；二、将所述电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数输入至预先构建的电压弹性力评估模型；三、输出所述交直流混联受端电力系统的电压弹性力评估结果。通过N

【技术实现步骤摘要】
一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行和控制
，具体的是一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法。

技术介绍

[0002]我国西部地区不仅水电、煤炭等常规资源较为丰富，而且风电、光伏发电等新能源的开发也日趋成熟，但受经济水平限制，当地电网的负荷水平相对较低，电力存在较大富余；而东部沿海地区经济发达，但能源供应相对不足。由于特高压直流输电在远距离传输和隔离交流电网故障方面具有天然的优势，因此成为西部能源输送到东部负荷中心的主要方式。
[0003]精准有效地评估交直流混联受端电网的暂态电压稳定性，对于掌握电网运行特性、优化电网运行方式、改善电压运行水平，制定紧急控制措施，保证特高压直流稳定运行和防止电压失稳具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，实现了电网短路故障下电压恢复至正常运行水平的全面精准评估。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，包括如下步骤：
[0007]一、获取含交直流混联受端电力系统的电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数；
[0008]二、将所述电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数输入至预先构建的电压弹性力评估模型；
[0009]三、输出所述交直流混联受端电力系统的电压弹性力评估结果。
[0010]进一步地，所述电压弹性力评估模型为交直流混联受端电网的电压弹性力评估模型，包括评估目标函数以及电网运行约束条件，电网运行约束条件包括电网稳态、机电暂态约束以及直流逆变站近区电网的所有线路三相永久短路N-2故障集。
[0011]进一步地，所述电压弹性力评估目标函数为：
[0012][0013]上式为模型的评估目标函数，R
V
为电网电压弹性系数，N
f
为直流落点近区的同杆线路数量；i为三永N-2故障序号；Ti表示短路故障i发生期间电压低于0.85pu的时间；T
max
表示短路故障期间允许电压低于0.85pu的最长时间；Ni表示短路故障i发生期间直流换相失败次数；N
max
短路故障期间允许的最大换相失败次数。
[0014]进一步地，所述交直流混联受端电网的电压弹性力评估模型的电网运行约束条件
包括：直流系统约束条件、交流系统约束条件和机电暂态仿真约束。
[0015]进一步地，所述直流系统约束条件如下：
[0016]1、直流输电约束条件：
[0017]P
d,l
＝g
p
(α,γ,V
ac
,V
dc
,I
dc
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018]Q
d,l
＝g
q
(α,γ,V
ac
,V
dc
,I
dc
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0019]0≤P
d.l
＜P
d,l,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0020]l∈N
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0021]2、直流节点功率平衡
[0022][0023][0024]l∈N
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0025]式(2)-(8)为直流系统的约束条件，包括直流功率计算公式和接入节点的功率平衡，各变量含义如下：P
d,l
、Q
d,l
为直流输送的有功功率和无功功率；α、γ分别表示直流的触发角和熄弧角；V
ac
表示换流站交流母线侧电压；V
dc
、I
dc
为直流电压和电流；g
p
、g
q
表示直流输送有功和无功功率与各直流变量之间的函数关系；P
d,l,max
为直流系统的额定有功功率；N
d
为电网的直流数量；V
m
、V
n
为节点m、n的电压幅值；θ
mn
为节点m、n的电压相角差；G
mn
、B
mn
为节点m、n在导纳矩阵中对应元素的实部和虚部，P
L,m
、Q
L,m
节点m的有功、无功负荷。
[0026]进一步地，所述交流系统约束条件如下：
[0027]1、节点功率平衡
[0028]常规节点有功、无功平衡：
[0029][0030][0031]m∈N
B
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0032]2、线路有功约束：
[0033]PL
mn,min
≤PL
mn
≤PL
mn,max
,i∈N
L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0034]3、节点电压约束：
[0035]V
m,min
≤V
m
≤V
m,max
,i∈N
B
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0036]式(9)-(13)为交流电网的约束条件，其中，节点功率平衡保证有功功率、无功功率的平衡；线路有功约束保证电网中所有线路均运行在载流量以内；节点电压约束则保证电压运行在合理范围内，各变量含义如下：P
G,i
、u
i
为机组在时段的有功输出和启停变量，N
B
为电网中常规交流节点的数量；N
m
为节点m所连接发电机的集合；N
L
为电网中线路数量；Q
G,i
为机组i的无功出力；PL
mn
为线路m-n的有功功率；PL
mn,max
、PL
mn,min
为线路m-n的有功功率上下限；V
m,max
、V
m,min
为节点m电压幅值的上下限。
[0037]进一步地，所述机电暂态仿真约束如下：
[0038][0039][0040]式中：φ
AC
表示交流电网侧的微分方程，包括发电机和负荷的暂态模型，X
AC
表示状态变量，Z
AC
表示控制变量；φ
HVDC
表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，其特征在于，包括如下步骤：一、获取含交直流混联受端电力系统的电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数；二、将所述电网网架、负荷值、机组参数、特高压直流参数输入至预先构建的电压弹性力评估模型；三、输出所述交直流混联受端电力系统的电压弹性力评估结果。2.根据权利要求1所述的一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，其特征在于，所述电压弹性力评估模型为交直流混联受端电网的电压弹性力评估模型，包括评估目标函数以及电网运行约束条件，电网运行约束条件包括电网稳态、机电暂态约束以及直流逆变站近区电网的所有线路三相永久短路N-2故障集。3.根据权利要求1所述的一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，其特征在于，所述电压弹性力评估目标函数为：上式为模型的评估目标函数，R
V
为电网电压弹性系数，N
f
为直流落点近区的同杆线路数量；i为三永N-2故障序号；Ti表示短路故障i发生期间电压低于0.85pu的时间；T
max
表示短路故障期间允许电压低于0.85pu的最长时间；Ni表示短路故障i发生期间直流换相失败次数；N
max
短路故障期间允许的最大换相失败次数。4.根据权利要求2所述的一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，其特征在于，所述交直流混联受端电网的电压弹性力评估模型的电网运行约束条件包括：直流系统约束条件、交流系统约束条件和机电暂态仿真约束。5.根据权利要求4所述的一种适用于交直流混联受端电网的电压弹性力评估方法，其特征在于，所述直流系统约束条件如下：1、直流输电约束条件：P
d,l
＝g
p
(α,γ,V
ac
,V
dc
,I
dc
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)Q
d,l
＝g
q
(α,γ,V
ac
,V
dc
,I
dc
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)0≤P
d.l
＜P
d,l,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)l∈N
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)2、直流节点功率平衡2、直流节点功率平衡l∈N
d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式(2)-(8)为直流系统的约束条件，包括直流功率计算公式和接入节点的功率平衡，各变量含义如下：P
d,l
、Q
d,l
为直流输送的有功功率和无功功率；α、γ分别表示直流的触发角和熄弧角；V
ac
表示换流站交流母线侧电压；V
dc
、I
dc
为直流电压和电流；g
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁宇，赵欣，孙蓉，周前，朱鑫要，
申请(专利权)人：东南大学国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：