背靠背VSC-HVDC复合装置的落点选择方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种背靠背VSC

【技术实现步骤摘要】
背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法


[0001]本专利技术属于电力系统关键脆弱线路辨识
，涉及一种背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法。

技术介绍

[0002]随着电力系统规模的不断扩大，电网结构也越来越复杂，局部故障引发的大面积停电事故在世界范围内层出不穷。研究表明，系统某处发生严重初始故障，由于电网的互联可能进一步引起连锁故障，最终不断发展扩大造成大面积停电事故，在这个过程中，极端脆弱线路大大促进了连锁故障的传播。因此，为保证电网的安全稳定运行，辨别出关键脆弱线路并提前采取防御措施，可以有效增加电网可靠性，减少停电事故的发生概率，提高系统整体的稳定性。
[0003]基于背靠背VSC
‑
HVDC的复合装置可根据电网实际运行状况的需要，可通过倒闸操作改变其电路拓扑结构，以实现电网间同期并列、统一潮流控制器、参与系统解列之后的功率支援等功能。但该装置造价相对较高，不可能在多处加装该装置，为使其在电网中发挥最大效能，利用率达到最大化，则通过熵权法确定系统关键脆弱线路，并以此处作为背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点，对此薄弱处进行支撑及功率调整控制具有的明显的优势。
[0004]基于背靠背VSC
‑
HVDC的复合装置安装于同一变电站，一侧与变电站A的母线M相连，另一侧通过交流线路L与变电站B的母线N相连。根据电网实际的运行状态，该复合装置可通过倒闸操作及切换控制策略实现电网间同期并列、UPFC等功能。背靠背VSC
‑
HVDC复合装置实现多种功能的总电路拓扑如图2所示，实现电网间功率交换的电路拓扑如图3所示，实现UPFC功能的拓扑如图4所示。以往电力系统拓扑结构分析都是考虑电力器件的特点及其在电网中的相互关系建立数学模型，然后，通过对方程的计算仿真，以及对数学模型分析，实现对系统结构获知。然而，当前以上方法不再完全适用，不能为背靠背VSC
‑
HVDC复合装置落点选择提供有效参考，其主要原因是：
[0005]1)电网网络结构具有动态性，即网络中的分布式电源、微电网等电源，电动汽车、储能等负荷以及它们之间的连接是动态的，较难用一组固定不变的网络方程和数学模型表征；
[0006]2)庞大而复杂的网络动态数学模型，计算分析极其困难，且计算性能要求高，难以满足实时要求，其通常做法是对系统进行一些简化，但是大大降低了结果精度。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出一种背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法，该方法可以有效的解决背靠背VSC
‑
HVDC复合装置落点选择问题，为后续更好地发挥复合装置的优势提供思路。
[0008]本专利技术所采用的技术方案是：
[0009]背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：根据电力系统的全局拓扑结构进行潮流计算；
[0011]步骤2：根据潮流计算的结果，计算全局性指标和局部变化量指标；
[0012]步骤3：根据全局性指标和局部变化量指标构建评价指标的初始矩阵；
[0013]步骤4：对初始矩阵进行归一化处理后分为正指标和逆指标；
[0014]步骤5：根据归一化的结果，利用熵权法计算评价指标集中各指标的权重；
[0015]步骤6：基于步骤5所得的各指标的权重，计算相关线路或节点的评价指标向量与正指标或者逆指标的偏移度，根据偏离程度的大小，并从大到小对其进行排序；
[0016]步骤7：将偏离程度最大的线路作为关键脆弱线路，并以此输电线路所在的位置作为背靠背VSC
‑
HVDC复合装置落点。
[0017]本专利技术的特点还在于：
[0018]步骤2中全局性指标包括：电气介数、功率系数及负载偏移率，局部变化量指标包括：节点电压变化量和局部无功变化量；
[0019]其中步骤2中计算各条线路的电气介数B
e
，公式如下：
[0020][0021]式中：I
ij
(m,n)为在“发电
‑
负荷”节点对(i,j)间加上单位注入电流后，利用基尔霍夫定律求出线路(m,n)上引起的电流变化量；G和L分别为发电机和负荷节点的集合；W
i
和W
j
分别为对应G和L的权重，取值为发电机实际出力和节点负荷；电气介数表征了电源和负荷水平分布变化在电网拓扑结构方面的脆弱度；
[0022]计算各条线路的功率系数M
i
，计算公式如下：
[0023][0024]式中：P
i0
为支路i初始传输功率，L为输电线路的集合，P
j0
为支路j初始传输的功率，ΔP
ji
为支路i断开后引起其它支路传输有功功率的变化量；
[0025]计算电网中每条线路依次开断情况下的其它线路的负载偏移率，计算负载偏移率E
u
的公式为：
[0026]E
u
＝∑|μ
l
‑
μ
l0
|
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0027]式中：μ
l0
和μ
l
分别为故障前后线路l的负载率，
[0028]计算各条线路的节点电压变化量D
u
，计算公式如下：
[0029][0030]式中：U
s
和U
s0
分别为故障前后负荷节点s的电压标幺值；
[0031]计算各条线路反映局部无功变化量D
q
，计算公式如下：
[0032][0033]式中：Q
g
和Q
g0
分别为故障后和故障前发电机g的无功出力；Q
gmax
为发电机g的无功容量；G(l)为受线路l故障影响显著的发电机节点集合。
[0034]步骤4中正指标和逆指标分别按式(9)和式(10)进行正向归一化处理，当r
ij
为正指标时，用式(9)进行处理，当r
ij
为逆指标时，用式(10)进行处理；
[0035][0036][0037]式中：r
ij
为线路i的第j个指标值；maxr
ij
和minr
ij
分别为线路i故障后该指标的最大值与最小值。
[0038]步骤5中权重的计算方式为：
[0039]假定有m条线路和n个指标，把r
ij
′
转化为比重形式η
ij
：
[0040][0041]计算熵H
j
的公式为：
[0042][0043]第j个指标权重α
ij
的计算公式如下：
[0044][004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据电力系统的全局拓扑结构进行潮流计算；步骤2：根据潮流计算的结果，计算全局性指标和局部变化量指标；步骤3：根据全局性指标和局部变化量指标构建评价指标的初始矩阵；步骤4：对初始矩阵进行归一化处理后分为正指标和逆指标；步骤5：根据归一化的结果，利用熵权法计算评价指标集中各指标的权重；步骤6：基于步骤5所得的各指标的熵权，计算相关线路或节点的评价指标向量与正指标或者逆指标的偏移度，根据偏离程度的大小，并从大到小对其进行排序；步骤7：将偏离程度最大的线路作为关键脆弱线路，并以此输电线路所在的位置作为背靠背VSC
‑
HVDC复合装置落点。2.如权利要求1所述的背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法，其特征在于，所述步骤2中全局性指标包括：电气介数、功率系数及节点负载偏移率，局部变化量指标包括：节点电压变化量和局部无功变化量。3.如权利要求2所述的背靠背VSC
‑
HVDC复合装置的落点选择方法，其特征在于，其中步骤2中：计算各条线路的电气介数B
e
B
e
，公式如下：式中：I
ij
(m,n)为在“发电
‑
负荷”节点对(i,j)间加上单位注入电流后，利用基尔霍夫定律求出线路(m,n)上引起的电流变化量；G和L分别为发电机和负荷节点的集合；W
i
和W
j
分别为对应G和L的权重，取值为发电机实际出力和节点负荷；电气介数表征了电源和负荷水平分布变化在电网拓扑结构方面的脆弱度；计算各条线路的功率系数M
i
，计算公式如下：式中：P
i0
为支路i初始传输功率，L为输电线路的集合，P
j0
为支路j初始传输的功率，ΔP
ji
为支路i断开后引起其它支路传输有功功率的变化量；计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家军，郭超龙，孙骥，苗淼，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：