多馈出直流系统暂态过电压的评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法及装置，该方法包括：建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，确定无功功率和电压的关联关系方程；将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳，本发明专利技术能够提高多馈出直流系统暂态过电压评估的精确性。

【技术实现步骤摘要】
多馈出直流系统暂态过电压的评估方法及装置
本专利技术涉及直流系统暂态过电压计算
，尤其涉及一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法及装置。
技术介绍
直流输电由于在远距离、大容量以及跨区域输电上具有优势，已经成为电能长距离输送的重要方式之一。然而随着直流线路的增多，整个电网的强度相对变弱，特别是当直流系统出现闭锁时，容易引发暂态过电压事件。目前对于直流闭锁导致暂态过电压主要基于短路容量进行评估，即ΔU＝ΔQ/Sc，该方法未考虑直流系统参数的影响，并且相关研究主要集中于改善直流闭锁导致的过电压，如增加调相机，改变直流闭锁时间和改变控制结构等，未从机理上分析暂态过电压的动态变化过程，此外还有基于神经网络的暂态过电压估算方法，该方法但缺乏直流系统相关理论基础，与实际情况存在较大偏差。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法，用以提高多馈出直流系统暂态过电压评估的精确性，该方法包括：建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳。本专利技术实施例提供一种多馈出直流系统暂态过电压的评估装置，用以提高多馈出直流系统暂态过电压评估的精确性，该装置包括：关联关系方程确定模块，用于建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；关联关系方程变换模块，用于将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；拓展导纳矩阵求解模块，用于求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；母线过电压求解模块，用于将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；暂态过电压评估模块，用于将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述多馈出直流系统暂态过电压的评估方法。本专利技术实施例也提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述多馈出直流系统暂态过电压的评估方法的计算机程序。本专利技术实施例通过：建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳，本专利技术通过对多馈出直流系统的潮流方程进行矩阵变换，以及对拓展导纳矩阵的最小特征值的求解，得到了每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压，考虑了直流系统的参数特性和电压的动态变化过程，在工程裕度允许范围内更加精确的评估多馈出直流系统暂态过电压，进而提高电网的安全稳定水平。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中多馈出直流系统暂态过电压的评估方法流程的示意图；图2为本专利技术实施例中多馈出直流系统暂态过电压的评估整体流程的示意图；图3为本专利技术实施例中多馈出直流送端系统架构的示意图；图4为本专利技术实施例中具体的仿真算例参数的示意图；图5为本专利技术实施例中不同gSCR下过电压计算值与仿真值对比，以及经验公式拟合曲线的示意图；图6为本专利技术实施例中多馈出直流系统暂态过电压的评估装置结构的示意图。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。为了解决现有技术对直流系统暂态过电压评估精确性差的技术问题，本专利技术实施例提供了一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法，用以提高多馈出直流系统暂态过电压评估的精确性，图1为本专利技术实施例中多馈出直流系统暂态过电压的评估方法流程的示意图，如图1所示，该方法包括：步骤101：建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；步骤102：将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；步骤103：求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；步骤104：将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；步骤105：将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳。如图1所示，本专利技术实施例通过：建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳，本专利技术通过对多馈出直流系统的潮流方程进行矩阵变换，以及对拓展导纳矩阵的最小特征值的求解，得到了每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压，考虑了直流系统的参数特性和电压的动态变化过程，在工程裕度允许范围内更加精确的评估多馈出直流系统暂态过电压，进而提高电网的安全稳定水平。在一个实施例中，多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法，其特征在于，包括：/n建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；/n将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；/n求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；/n将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；/n将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳。/n

【技术特征摘要】
1.一种多馈出直流系统暂态过电压的评估方法，其特征在于，包括：
建立多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程，基于Schur补变换，确定无功功率和电压的关联关系方程；
将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程；
求解拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量；
将拓展导纳矩阵的最小特征值和特征向量代入包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，求解每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压；
将每条直流线路在直流闭锁时对应的直流送端母线过电压与预设电压阈值进行比较，判断多馈出直流系统是否存在暂态过电压失稳。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多馈出直流系统二阶修正后的潮流迭代方程如下所示：



其中，
式中：ΔP、ΔQ分别为直流端口的传输有功功率和无功功率；ΔU、Δδ分别为直流端口电压幅值和相角的偏差值；B为直流系统网络的节点导纳矩阵；Bii为第i条直流线路端口的自导纳；Ui为第i条直流线路的电压幅值；Pdi为第i条直流线路的输送有功功率；ω为系统同步速度；γi为第i条直流线路的整流器侧熄弧角；Xi为第i条直流线路的整流侧换相阻抗；Idi为第i条直流线路的线路电流；Ki为第i条直流线路的整流侧换流变压器变比。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，无功功率和电压的关联关系方程如下所示：





4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将无功功率和电压的关联关系方程变换为包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程，包括：
对无功功率和电压的关联关系方程进行矩阵变换，并忽略二阶项的非对角线元素，得到包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包含拓展导纳矩阵的无功功率和电压的关联关系方程如下：



其中，Jeq＝-diag(Pdi)B；
式中：ΔQ1...ΔQn为线性化后的直流端口的传输无功功率；ΔU1...ΔUn为线性化后直流端口电压幅值；Bii为第i条直流线路端口的自导纳；Jeq为拓展导纳矩阵；Pdi为第i条直流线路的输送有功功率；B为直流系统网络的节点导纳矩阵。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天骐，罗亚洲，王茂海，谢欢，贾琳，訾鹏，赵峰，曾兵，谭贝斯，罗婧，夏雪，郝婧，张涵之，王泽森，刘瑛琳，
申请(专利权)人：国家电网公司华北分部，华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11