基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法技术

本发明专利技术公开了基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法

【技术实现步骤摘要】
基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及电力系统及其自动化
，具体涉及基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法
、
系统及介质
。

技术介绍

[0002]随着电网的不断建设与发展，电网规模迅速扩大，网架结构愈加复杂，在促进电网在大范围内资源优化配置的同时，电网安全稳定特性也日益复杂，在严重故障下可能引起大规模连锁效应，导致大范围停电事故
。
[0003]现有研究指出电网存在个别对电力系统安全稳定运行存在重要影响的关键节点，当此类节点发生严重故障
(
如变电站全停故障时
)
，由于电网网架的完整性受到极大的破坏，而进一步影响交直流混联电网的安全运行能力和高效输电能力
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：电网存在个别对电力系统安全稳定运行存在重要影响的关键节点，当此类节点发生严重故障，由于电网网架的完整性受到极大的破坏，而进一步影响交直流混联电网的安全运行能力和高效输电能力；本专利技术目的在于提供涉及基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法
、
系统及介质，建立基于直流耦合度和交流耦合度的电气耦合度指标集，计算出各交流站点的综合指标获取关键站点序列，准确衡量和辨识对电网安全稳定性存在重要影响的关键站点，通过对关键站点的高压母线进行分裂运行
、
调整网架结构，可降低关键站点发生全停故障时对电网的扰动冲击，提高电网安全稳定水平，为防御大规模停电事故提供必要的坚强网架基础条件
。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]本方案提供基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，包括：
[0007]关键站点辨识：获取混联电网网架结构中的直流耦合度和交流耦合度，建立基于直流耦合度和交流耦合度的电气耦合度指标集；对电气耦合度指标集标准化处理后，计算出各交流站点的综合指标，基于综合指标对各交流站点进行关键度排序得到关键站点序列；
[0008]基于关键站点序列进行母线分裂运行下的电网网架结构的调整；
[0009]对调整后的电网网架结构进行预设故障安全校验，运行预设故障安全校验通过的电网网架结构
。
[0010]本方案工作原理：本专利技术目的在于提供涉及基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法
、
系统及介质，建立基于直流耦合度和交流耦合度的电气耦合度指标集，计算出各交流站点的综合指标获取关键站点序列，准确衡量和辨识对电网安全稳定性存在重要影响的关键站点，通过对关键站点的高压母线进行分裂运行
、
调整网架结构，可降低关键站点发生全停故障时对电网的扰动冲击，提高电网安全稳定水平，为防御大规模停电事故提供必要的坚强网架基础条件；降低关键站点发生全停故障时对电网的扰动冲击，提高电网安全稳
定水平，为防御大规模停电事故提供必要支撑
。
[0011]进一步优化方案为，所述直流耦合度的获取方法包括：
[0012]根据下式计算第
k
个交流站点对第
i
回直流的耦合度
[0013][0014]式中，
N
DC
表示交直流混联电网的直流输电系统总数，
N
B
表示电网的交流母线总数；表示交直流混联电网初始网架结构下第
i
回直流的多馈入短路比，表示第
k
个交流站点全停
、
与该交流站点相连的所有交流线路断开情况下第
i
回直流的多馈入短路比
。
[0015]进一步优化方案为，所述交直流混联电网初始网架结构下第
i
回直流的多馈入短路比根据下式获取：
[0016][0017]式中，
V
iN
表示第
i
回直流换流站母线的额定电压；
P
diN
表示第
i
回直流额定传输功率；表示第
i
回直流的换流站母线在初始网架结构下的自阻抗量值，表示第
i
回直流的换流站母线在初始网架结构下的并联无功补偿的等效阻抗，表示初始网架结构下第
i
回直流对第
j
回直流的多馈入相互作用因子；
MIIF
j,i
为第
i
回直流对第
j
回直流的多馈入相互作用因子，根据下式计算：
[0018]MIIF
j,i
＝
Z
ij
/Z
ii
[0019]式中，
Z
ij
表示第
i
回直流和第
j
回直流换流母线之间的互阻抗
。
[0020]进一步优化方案为，所述交流耦合度的获取方法包括：
[0021]根据下式计算第
k
个交流站点的交流耦合度
[0022][0023]式中表示交直流混联电网初始网架下指定输电断面的极限传输功率，表示第
k
个交流站点全停情况下指定输电断面的极限传输功率
。
[0024]进一步优化方案为，所述极限传输功率的获取方法包括：
[0025]T1
，获取交直流混联电网中各发电厂的有功功率，以及电网基础潮流方式；
(
电网基础潮流方式通过负荷预测确定负荷需求，输入电网初始网架结构，输入各发电厂的单位发电成本系数，利用电力系统经济调度方法来计算电网最优潮流，得到各发电厂有功功率以及电网基础潮流方式
。)
选定关键输电断面；关键输电断面由电网调度方式人员的经验指定，或者通过动态安全扫描来选定，具体如下：考虑
500kV
或以上电压等级的主网架，针对各输电线路生成三相永久性短路的
N
‑1故障，汇总构成预想故障集；针对预想故障集中任意一个故障场景，进行时域仿真并得到电网故障后受扰曲线；利用扩展等面积方法计算各故障场景下电网暂态稳定裕度，选取稳定裕度最低故障场景作为关键故障，其故障线路作为关
键输电线路；针对关键故障，利用支路势能法辨识稳定裕度最低的关键割集，最终将关键输电线路和关键割集线路所构成的输电断面作为关键输电断面
。
[0026]T2
，对关键输电断面进行稳定校核：考虑关键输电断面内任意一条线路发生三相永久性短路
N
‑1故障的情况，逐一进行时域仿真并利用扩展等面积方法计算各线路在故障场景下的电网暂态稳定裕度，并取电网暂态稳定裕度的最小值作为关键输电断面的稳定裕度
[0027]T3
，分析发电机有功功率对稳定裕度的灵敏度：以电网暂态稳定裕度中的最小值对应的故障场景进行基于时域仿真和扩展等面积方法的暂态稳定裕度计算，得到有功功率摄动后的稳定裕度
i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，其特征在于，包括：关键站点辨识：获取混联电网网架结构中的直流耦合度和交流耦合度，建立基于直流耦合度和交流耦合度的电气耦合度指标集；对电气耦合度指标集标准化处理后，计算出各交流站点的综合指标，基于综合指标对各交流站点进行关键度排序得到关键站点序列；基于关键站点序列进行母线分裂运行下的电网网架结构的调整；对调整后的电网网架结构进行预设故障安全校验，运行预设故障安全校验通过的电网网架结构
。2.
根据权利要求1所述的基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，其特征在于，所述直流耦合度的获取方法包括：根据下式计算第
k
个交流站点对第
i
回直流的耦合度回直流的耦合度式中，
N
DC
表示交直流混联电网的直流输电系统总数，
N
B
表示电网的交流母线总数；表示交直流混联电网初始网架结构下第
i
回直流的多馈入短路比，表示第
k
个交流站点全停
、
与该交流站点相连的所有交流线路断开情况下第
i
回直流的多馈入短路比
。3.
根据权利要求2所述的基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，其特征在于，所述交直流混联电网初始网架结构下第
i
回直流的多馈入短路比根据下式获取：式中，
V
iN
表示第
i
回直流换流站母线的额定电压；
P
diN
表示第
i
回直流额定传输功率；第
i
回直流的换流站母线在初始网架结构下的自阻抗量值，表示第
i
回直流的换流站母线在初始网架结构下的并联无功补偿的等效阻抗，表示初始网架结构下第
i
回直流对第
j
回直流的多馈入相互作用因子，第
i
回直流对第
j
回直流的多馈入相互作用因子
MIIF
j,i
根据下式计算：
MIIF
j,i
＝
Z
ij
/Z
ii
式中，
Z
ij
表示第
i
回直流和第
j
回直流换流母线之间的互阻抗
。4.
根据权利要求1所述的基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，其特征在于，所述交流耦合度的获取方法包括：根据下式计算第
k
个交流站点的交流耦合度个交流站点的交流耦合度式中表示交直流混联电网初始网架下指定输电断面的极限传输功率，表示第
k
个交流站点全停情况下指定输电断面的极限传输功率
。5.
根据权利要求4所述的基于关键站点辨识的电网网架结构调整方法，其特征在于，所
述极限传输功率的获取方法包括：
T1
，获取交直流混联电网中各发电厂的有功功率，以及电网基础潮流方式；选定关键输电断面；
T2
，对关键输电断面进行稳定校核：考虑关键输电断面内任意一条线路发生三相永久性短路
N
‑1故障的情况，逐一进行时域仿真并利用扩展等面积方法计算各线路在故障场景下的电网暂态稳定裕度，并取电网暂态稳定裕度的最小值作为关键输电断面的稳定裕度
T3
，分析发电机有功功率对稳定裕度的灵敏度：以电网暂态稳定裕度中的最小值对应的故障场景进行基于时域仿真和扩展等面积方法的暂态稳定裕度计算，得到有功功率摄动后的稳定裕度
i
表示发电机序号，然后计算发电机
i
的有功功率对稳定裕度的灵敏度
s
i
：
T4
，构建极限传输功率优化模型：，构建极限传输功率优化模型：式中，
B
表示电网直流潮流的节点导纳矩阵，
θ
表示各节点的电压相位，
P
iG,max
和
P
iG,min
分别表示第
i
台发电机的最大和最小有功出力，表示各支路的额定容量，
Φ
br
表示电网交流支路集合，
Φ
Gen
表示发电机集合，
Φ
bus
表示电网交流母线集合，表示前述步骤
T2
计算得到的关键输电断面的稳定裕度求解出发电机
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁理杰，史华勃，陈刚，王曦，石鹏，王永灿，李燕，姜振超，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：