一种高压直流输电系统换相失败预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压直流输电系统换相失败预测方法及装置，本发明专利技术将短路故障和开断故障引发高压直流输电系统换相失败加以区分，利用分类和回归两个机器学习模型分别对不同故障是否引发换相失败进行预测，不仅保证了预测结果的强壮性，同时由于采用机器学习模型，不依赖人工经验，而且大幅减少了计算时间。而且大幅减少了计算时间。而且大幅减少了计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电系统换相失败预测方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种高压直流输电系统换相失败预测方法及装置，属于电力系统及其自动化


技术介绍

[0002]为有效解决能源资源与负荷中心在地理上的逆向分布问题，基于晶闸管的高压直流输电系统以其在大容量、远距离输电的优势在世界范围内得到了广泛应用，直流密集接入交流电网形成了复杂的多馈入直流系统，给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战。逆变侧换相失败是高压直流输电系统中最常见的故障之一，持续的换相失败将会导致直流闭锁，对受端交流系统产生巨大的冲击，可能会导致大面积停电事故的发生。
[0003]在线安全稳定分析与控制具备对当前方式和未来方式给出风险预警和控制措施建议的能力，是调度员进行电网运行控制的重要工具。目前在线安全稳定分析通过建立详细的动态仿真模型和考虑保护及控制响应特性，采用时域仿真实现预想故障是否引发直流换相失败等特征事件的评估。然而，高比例可再生能源和高比例电力电子设备并网，加剧了电力系统的强时变及不确定因素，大幅增加了预想故障集的规模，在10分钟的在线计算周期内完成对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电系统换相失败预测方法，其特征在于，包括：根据电网基态运行方式信息和短路故障信息，获取短路故障后受端换流站节点的短路电压和多馈入短路比、短路故障后受端换流站节点之间的多馈入交互作用因子；将最低的短路电压、最低电压受端换流站节点的多馈入短路比、以及最低电压受端换流站节点对其它受端换流站的多馈入交互作用因子最大值输入预先训练的第一分类模型和第一回归模型，分别获得短路故障是否引发换相失败的第一预测结果、短路故障后换相失败裕度预测值；根据电网基态运行方式信息和开断故障信息，获取开断故障前后受端换流站节点的电压变化值、所连交流线路的有功功率变化量之和、所连交流线路的无功功率变化量之和、以及开断故障后受端换流站节点的多馈入短路比；将开断故障前后受端换流站节点最大的电压变化值、所连交流线路的最大有功功率变化量之和、所连交流线路的最大无功功率变化量之和、最大的多馈入短路比变化量输入预先训练的第二分类模型和第二回归模型，分别获得开断故障是否引发换相失败的第二预测结果、开断故障后换相失败裕度预测值；其中，多馈入短路比变化量为开断故障后受端换流站节点的多馈入短路比与开断故障前受端换流站节点的多馈入短路比的差值的绝对值；根据短路故障是否引发换相失败的第一预测结果、短路故障后换相失败裕度预测值、开断故障是否引发换相失败的第二预测结果、开断故障后换相失败裕度预测值，获得高压直流输电系统换相失败预测结果。2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电系统换相失败预测方法，其特征在于，根据电网基态运行方式信息和短路故障信息，获取短路故障后受端换流站节点的短路电压和多馈入短路比、短路故障后受端换流站节点之间的多馈入交互作用因子，包括：根据电网基态运行方式信息，构建系统基态导纳矩阵，并进行基态潮流计算；根据短路故障信息中短路故障发生的节点位置、受端换流站节点的位置，对系统基态导矩纳阵进行简化，获得包含短路节点和受端换流站节点的多端口等值阻抗矩阵；根据多端口等值阻抗矩阵和基态潮流计算的解，获取短路故障后受端换流站节点的短路电压和多馈入短路比、短路故障后受端换流站节点之间的多馈入交互作用因子。3.根据权利要求2所述的一种高压直流输电系统换相失败预测方法，其特征在于，短路故障后受端换流站节点的短路电压，计算公式为：其中，U
k
为短路故障后受端换流站节点k的短路电压，为基态潮流计算获得的受端换流站节点k的电压幅值，为基态潮流计算获得的节点j的电压幅值，节点j为短路故障发生的节点，Z
kj
为多端口等值阻抗矩阵中受端换流站节点k和节点j的互阻抗，Z
jj
为多端口等值阻抗矩阵中节点j的自阻抗；短路故障后受端换流站节点的多馈入短路比，计算公式为：
其中，MISCR
k
为短路故障后受端换流站节点k的多馈入短路比，Z
kk,短路
为开断前多端口等值阻抗矩阵中受端换流站节点k的自阻抗，P
d,k
为受端换流站节点k的直流功率，P
d,c
为受端换流站节点c的直流功率，Z
kc,短路
为开断前多端口等值阻抗矩阵中受端换流站节点k和受端换流站节点c的互阻抗，h为受端换流站节点数量；短路故障后受端换流站节点之间的多馈入交互作用因子，计算公式为：其中，MIIF
ck
为短路故障后受端换流站节点k对受端换流站节点c的多馈入交互作用因子，Z
ck
为多端口等值阻抗矩阵中受端换流站节点c和受端换流站节点k的互阻抗。4.根据权利要求1所述的一种高压直流输电系统换相失败预测方法，其特征在于，根据电网基态运行方式信息和开断故障信息，获取开断故障前后受端换流站节点的电压变化值、所连交流线路的有功功率变化量之和、所连交流线路的无功功率变化量之和、以及开断故障后受端换流站节点的多馈入短路比，包括：根据电网基态运行方式信息，构建系统基态导纳矩阵，并进行基态潮流计算；根据开断故障信息修改系统基态导纳矩阵，获得系统开断后导纳阵，并进行开断故障后的潮流计算；根据受端换流站节点的位置，对系统开断后导纳阵进行简化，获得包含受端换流站节点的多端口等值阻抗矩阵；根据多端口等值阻抗矩阵、基态潮流计算的解、开断故障后潮流计算的解，获取开断故障前后受端换流站节点的电压变化值、所连交流线路的有功功率变化量之和、所连交流线路的无功功率变化量之和、以及开断故障后受端换流站节点的多馈入短路比。5.根据权利要求4所述的一种高压直流输电系统换相失败预测方法，其特征在于，开断故障前后受端换流站节点的电压变化值，计算公式为：其中，ΔU
k
为开断故障前后受端换流站节点k的电压变化值，为基态潮流计算获得的受端换流站节点k的电压幅值，为开断故障后潮流计算获得的受端换流站节点k的电压幅值；开断故障前后受端换流站节点所连交流线路的有功功率变化量之和，计算公式为：其中，ΔP
k
为开断故障前后受端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，薛峰，彭慧敏，刘庆龙，王玉，李威，董希建，王昊昊，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：