特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，包括获取目标电网运行参数信息；当直流系统输送最大功率时校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况以及校核交流特高压站变压器的负荷情况；计算在直流双极闭锁后发生潮流转移时各区域交流联络线路和变压器不出现过载且刚好达到热稳极限的情况下各线路和变压器的功率约束；计算得到受电电网在给定运行方式下的最大受电能力；计算目标电网的裕度指标；构建目标函数并求解得到受端电网最大交流外受电能力所对应的运行模式；根据运行模型计算得到目标电网作为特高压直流受端电网时的最大交流外受电能力。本发明专利技术方法的精确性高、可靠性好且稳定科学。学。学。

【技术实现步骤摘要】
特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法


[0001]本专利技术属于电气自动化领域，具体涉及一种特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
[0003]要实现电能资源的合理优化配置，大容量、长距离的电能输送就必不可少。高压直流输电(HVDC)因其输电容量大、控制响应速度快且自身没有同步运行的稳定性问题，在远距离、大容量送电时优势明显，已经成为我国电能传输和区域联网的重要方式。
[0004]目前，对于部分直流受端省份，特别是“强直弱交”的受端系统，受端电网交直流整体外受电能力主要受直流双极闭锁故障制约。由于交流潮流控制复杂，初始潮流难以达到最优潮流分布，直流双极闭锁后，各交流通道潮流分布不均衡，将有一个交流设备率先达到其热稳极限。因此，跨区跨省实际输送电力可能小于断面的输送能力。所以，提升受端电网的受电能力，除了优化外受电力的消纳方向及并网方式之外，同样也有必要充分考虑并利用受端交流电网自身的输送能力，在整个受端系统内对所受电力进行优化配置。
[0005]受端电网实际运行时，直流双极闭锁故障下将有大量有功功率通过区域间交流联络线馈入受端电网。由于电网运行方式复杂多变，对于调度运行人员而言，此时受端电网的实际受电能力对系统的安全稳定运行有着十分重要的作用。但是，目前尚没有一种方法能够对特高压直流受端电网最大交流外受电能力进行精确且快速的计算。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种精确性高、可靠性好且稳定科学的特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法。
[0007]本专利技术提供的这种特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，包括如下步骤：
[0008]S1.获取目标电网的运行参数信息；
[0009]S2.当直流系统输送最大功率时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况；
[0010]S3.当直流系统输送最大功率时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况；
[0011]S4.根据步骤S2和步骤S3的校核结果，计算在直流双极闭锁后发生潮流转移时，各区域交流联络线路和变压器不出现过载且刚好达到热稳极限的情况下，各线路和变压器的功率约束；
[0012]S5.根据步骤S2～S4的计算结果，计算得到受电电网在给定运行方式下的最大受
电能力；
[0013]S6.计算目标电网的交流联络线潮流转移能力裕度指标、主变压器潮流转移能力裕度指标和受端电网最大受电能力裕度指标；
[0014]S7.根据步骤S6得到的指标，构建目标函数并求解，得到受端电网最大交流外受电能力所对应的运行模式；
[0015]S8.根据步骤S7得到的运行模型，计算得到目标电网作为特高压直流受端电网时的最大交流外受电能力。
[0016]步骤S2所述的当直流系统输送最大功率时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况，具体包括如下步骤：
[0017]当直流系统输送最大功率为P
DC
时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况，采用如下算式计算得到第i条交流联络线的潮流转移比α
i,line
：
[0018][0019]式中P
′
i,line
为第i条交流联络线在直流双极闭锁后的线路潮流，P
i,line
为第i条交流联络线在直流双极闭锁前的初始潮流。
[0020]步骤S3所述的当直流系统输送最大功率时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况，具体包括如下步骤：
[0021]当直流系统输送最大功率为P
DC
时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况，采用如下算式计算得到第k台主变压器的潮流转移比β
k,tran
：
[0022][0023]式中P
′
k,tran
为第k台主变压器在直流双极闭锁后的潮流；P
k,tran
为第k台主变压器在直流双极闭锁前的初始潮流。
[0024]步骤S4所述的根据步骤S2和步骤S3的校核结果，计算在直流双极闭锁后发生潮流转移时，各区域交流联络线路和变压器不出现过载且刚好达到热稳极限的情况下，各线路和主变压器的功率约束，具体包括如下步骤：
[0025]采用如下算式计算得到各线路的功率约束和各主变压器的功率约束：
[0026]P
i,line,init,op
＝P
N,i,line
‑
α
i,line
P
DC
[0027]P
k,tran,init.op
＝P
N,k,tran
‑
β
k,tran
P
DC
[0028]式中P
i,line,init,op
为第i条交流联络线的初始最优功率；P
N,i,line
为第i条交流联络线的极限输送功率；α
i,line
为第i条交流联络线的潮流转移比；P
DC
为直流系统输送最大功率；P
k,tran,init.op
为第k台主变压器的初始最优功率；P
N,k,tran
为第k台主变压器的极限功率；β
k,tran
为第k台主变压器的潮流转移比。
[0029]步骤S5所述的根据步骤S2～S4的计算结果，计算得到受电电网在给定运行方式下的最大受电能力，具体包括如下步骤：
[0030]通过校核，在直流系统输送功率为P
DC
的方式下，当区域间第i条交流联络线的初始功率为P
i,line,init,op
，第k台主变压器的初始最优功率为P
k,tran,init.op
时，各交流元件将同时
达到对应的热稳极限，此时采用如下算式计算受电电网在给定运行方式下的最大受电能力P
RE
：
[0031][0032]式中n为交流联络线的数量；m为主变压器的数量。
[0033]步骤S6所述的计算目标电网的交流联络线潮流转移能力裕度指标、主变压器潮流转移能力裕度指标和受端电网最大受电能力裕度指标，具体包括如下步骤：
[0034]采用如下算式计算第i条交流联络线潮流转移能力裕度指标λ
i
：
[0035][0036]式中P
N,i,line
为第i条交流联络线的极限输送功率；P
i
'
,line
为第i条交流联络线在直流双极闭锁后的线路潮流；P
i,line,init,op
为第i条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，包括如下步骤：S1.获取目标电网的运行参数信息；S2.当直流系统输送最大功率时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况；S3.当直流系统输送最大功率时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况；S4.根据步骤S2和步骤S3的校核结果，计算在直流双极闭锁后发生潮流转移时，各区域交流联络线路和变压器不出现过载且刚好达到热稳极限的情况下，各线路和变压器的功率约束；S5.根据步骤S2～S4的计算结果，计算得到受电电网在给定运行方式下的最大受电能力；S6.计算目标电网的交流联络线潮流转移能力裕度指标、主变压器潮流转移能力裕度指标和受端电网最大受电能力裕度指标；S7.根据步骤S6得到的指标，构建目标函数并求解，得到受端电网最大交流外受电能力所对应的运行模式；S8.根据步骤S7得到的运行模型，计算得到目标电网作为特高压直流受端电网时的最大交流外受电能力。2.根据权利要求1所述的特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，其特征在于步骤S2所述的当直流系统输送最大功率时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况，具体包括如下步骤：当直流系统输送最大功率为P
DC
时，校核交流通道在直流双极闭锁情况下潮流转移情况，采用如下算式计算得到第i条交流联络线的潮流转移比α
i,line
：式中P
′
i,line
为第i条交流联络线在直流双极闭锁后的线路潮流，P
i,line
为第i条交流联络线在直流双极闭锁前的初始潮流。3.根据权利要求2所述的特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，其特征在于步骤S3所述的当直流系统输送最大功率时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况，具体包括如下步骤：当直流系统输送最大功率为P
DC
时，校核交流特高压站变压器在直流双极闭锁情况下的负荷情况，采用如下算式计算得到第k台主变压器的潮流转移比β
k,tran
：式中P
′
k,tran
为第k台主变压器在直流双极闭锁后的潮流；P
k,tran
为第k台主变压器在直流双极闭锁前的初始潮流。4.根据权利要求3所述的特高压直流受端电网最大交流外受电能力计算方法，其特征在于步骤S4所述的根据步骤S2和步骤S3的校核结果，计算在直流双极闭锁后发生潮流转移时，各区域交流联络线路和变压器不出现过载且刚好达到热稳极限的情况下，各线路和主
变压器的功率约束，具体包括如下步骤：采用如下算式计算得到各线路的功率约束和各主变压器的功率约束：P
i,line,init,op
＝P
N,i,line
‑
α
i,line
P
DC
P
k,tran,init.op
＝P
N,k,tran
‑
β
k,tran
P
DC
式中P
i,line,init,op
为第i条交流联络线的初始最优功率；P
N,i,line
为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，张睿琪，谢宇峥，李梦骄，苏筱凡，侯彦若，杨高才，肖佩，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司经济技术研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：