本发明专利技术提供了一套能够反映交直流并／混联系统电气特征和运行动态特征的交直流耦合度评估指标，包括静态耦合度和动态耦合度指标两方面内容。本发明专利技术适用于对含有多回直流的复杂大区域交直流混联系统或网架结构相对简单的交直流并联系统中交流系统与直流系统相互作用关系及安全稳定评估，可用于交直流电网规划和运行控制，为交直流协调控制或多回直流系统协调控制信号选取提供直接的依据。解决了现有研究方法在交直流并／混联输电系统安全稳定分析及控制等方面的应用存在分析目标不明确、控制对象选择困难的关键技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交直流电力系统稳定运行与控制，具体涉及一种判断交直流并/混联 系统相互影响的耦合度评估方法。
技术介绍
交直流并/混联已成为电力系统中最为重要的输电形式之一，然而在实际工程 中，很少存在单纯由一条交流线路和一回直流系统构成的简单交直流并联系统；通常在交 直流并/混联系统中，与直流系统呈并联状态的交流通道组成复杂，由多条交流线路或具 有更为复杂电网拓扑结构的交流电网构成；此外，还会出现多回直流系统与多条交流线路 或电网呈并联状态的交直流混联形式。因而交直流并/混联系统相互影响及稳定控制问题 就变得相当复杂，现有研究方法在交直流并/混联系统安全稳定分析及控制等方面的应用 存在分析目标不明确、控制对象选择困难等诸多问题。因此需要提出一套能够用于评估交 直流相互作用和影响程度的指标和方法。在交直流并/混联系统分析中，由于运行方式的变化，难以针对系统统一描述交、 直流系统相互影响的程度。因而在现有安全稳定与控制研究中，通常采用根据运行方式实 例逐一进行分析的方法。本专利技术提出了一套交直流并/混联系统静态耦合度和动态耦合度指标用以描述 交直流并/混联系统之间关系，解决了该领域安全稳定与控制研究中缺乏指导性指标的问 题。其中，静态耦合度指标是基于电网等值方法求取交直流互阻抗，其
技术介绍
如下节点阻抗矩阵中各元素的物理意义是节点i注入单位电流，其它节点均开路时， 节点i的电压数值上是Zii，也成为节点i的自阻抗；节点j的电压数值上是Zu，即节点i和 j之间的互阻抗。节点阻抗矩阵元素代表开路参数，因此包含了全网的信息，也就是说Zij全 网元件等值到节点i和j组成的端口的等值阻抗，Zii则是全网元件等值到节点i和大地参 考点组成的端口的等值阻抗。而在实际电力系统中节点阻抗矩阵建立困难。通常采用如下 方法求取节点阻抗矩阵原网络节点用集合F表示，欲简化掉的部分称为外部网络，其节点 集用E表示。保留部分网络的节点用保留集G表示。在保留集中和外部网络节点相关联的 节点组成边界节点集用B表示。不和外部节点集关联的部分为内部节点集，用I表示。若 将节点导纳矩阵表示的网络方程按照上述集合划分，则可以写出用分块矩阵形式表示的网 络方程如下所示 由式⑴直接抽取出B集和I集方程获得等值系统节点阻抗矩阵，即式(2)中的 阻抗矩阵。根据前述节点阻抗矩阵的物理含义可知，两个节点之间构成的二端口的等值阻抗 也可以直接从矩阵中抽取出来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一套能够反映电气基本特征和系统运行动态特征的交直 流耦合度评估指标，包括交直流并/混联系统静态耦合度和动态耦合度指标两方面内容， 该评估指标的定义能够直接、综合反映交直流并/混联系统相互影响本质特征，应用方法 的提出能够指导交直流并/混联系统安全稳定控制研究与工程实施。1、交直流并/混联系统静态耦合度定义及计算方法交直流并/混联系统静态耦合度的定义与提出主要依据不随电网运行方式改变 而出现较大变化的交直流并/混联系统基本电气关系。对于大型电力系统，本专利技术提出将 交直流并/混联系统进行电网静态等值化简，求解获得直流系统整流站或逆变站接入点与 并联交流线路或断面之间的电气关系。交直流并/混联系统静态耦合度评价指标主要依据是大区域互联电网电气结构 是决定系统静态和动态基本特征的主要因素。在此基础上，通过计算直流系统与被关注交 流线路之间的电气关系，进而明确交直流并/混联系统之间的耦合关系。区域电网交直流 并列外送或受电系统中，直流换流站与交流联络线区域外侧落点间的电气距离主要取决于 电网的拓扑结构，即换流站与各交流联络线外侧落点间的联系阻抗。联系阻抗可反映直流 线路与交流联络线间的静态耦合程度。(1)直流与交流线路之间的静态耦合度定义及计算方法在交直流并/混联输电系统中，直流与交流联络线间耦合程度的联系阻抗大小直 接影响交直流并/混联系统基本特征，联系阻抗越小，交直流送电通道间耦合程度越紧密； 联系阻抗越大，则为二者耦合程度越低。因此定义直流线路i与某一并联交流联络线k之 间耦合程度的指标Xik如下式所示。Alk =(1),ik式(1)中Zik为第i条直流换流站与第k条交流线路远端母线间的等值互阻抗。根据交直流并/混联系统电气特征及相关定义，确定构成该系统各组成部分，包 括直流系统、并联交流线路或断面、中间联络电网或支撑电网、送端交流系统、受端交流系 统等。根据电气关系，交直流并/混联系统一般存在三种连接形式形式一为多条并联交流 线路中间某处不存在联络线或支撑电网，各并联交流线路相互独立；形式二为多条并联交 流线路中间某处存在一个联系各交流线路的小规模电网，且该小型网络的入口端口数与出 口端口数相同；形式三为多条并联交流线路中间某处接入一个规模较大的交流支撑电网， 该支撑电网具有较大容量的装机和负荷，系统转动惯量大，并联交流线路被支撑电网分割 为前后两部分。若交直流并/混联系统符合形式一所述特征，如附图1(a)所示，则换流站与第i 条并联交流线路之间的联系阻抗Zik为直流换流站与并联交流线路起始Sk点之间等值互阻抗Zi以及并联交流线路Sk与Rk点之间阻抗Zk之和，即有Zik = Z^Zk(2)若交直流并/混联系统符合形式二所述特征，如附图1(b)所示，则直流换流站与 第i条并联交流线路之间的联系阻抗Zik为直流换流站与并联交流线路起始Sk点之间等值 互阻抗Zi、并联交流线路起始Sk点到联络电网入口端Mk点之间的阻抗Zkl、以及从联络电网 Mk点到直流逆变侧并联交流线路尾端Rk点之间的等效并联交流线路阻抗Zk2三者之和，即 有Zik = Z^Zkl+Zlt2(3)若交直流并/混联系统符合形式三所述特征，如附图1(c)所示，由于该支撑电网 转动惯量很大，因此可以认为并联交流线路被系统割裂为两部分，一部分为连接送端系统 与中间支撑电网的并联交流线路，另一部分为中间支撑电网与受端系统的并联交流线路， 因而直流换流站与第i条并联交流线路之间的联系阻抗Zik为直流换流站与并联交流线路 起始Sk点之间等值互阻抗Zi、并联交流线路起始Sk点到交流支撑电网入口端Mk点之间的 阻抗Zkl 二者之和，即有Zik = Z^Zkl(4)一般的，直流系统换流母线与并联交流线路起点距离很近，即直流换流站与并联 交流线路起点之间的等值互阻抗远小于并联交流线路阻抗，可以忽略直流换流站与并联交 流线路起点之间互阻抗。前述三种形式对应的联系阻抗表达式(2) (4)可以简写为 (2)直流与交流断面之间的静态耦合度定义及计算方法由于构成交直流并/混联电网的直流系统不一定唯一，当电网出现多回直流系统 呈并联状态接入送受端电网的情况时，需要明确不同直流系统与并联交流线路之间关系的 差异，因此定义直流与交流断面静态耦合度指标来评估，如式(6)所示。 (6)式(6)中，P i为第i条直流与交流断面静态耦合系数，η为并联交流断面中交流 线路数。(3)静态耦合度指标的应用场合直流与交流线路之间的静态耦合度λ用于分析某一条直流与任一并联交流线路 之间的关系，以此可以确定该直流与该交流通道联系的紧密程度。直流与交流断面之间的 静态耦合度P主要用于多回直流与多回交流线路并联形成的交直流并/混联系统中，该指 标能够评估某条直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种判断交直流并／混联系统相互影响的耦合度评估方法，其特征在于根据交直流并／混联系统基本电气关系，并结合系统运行工况特征，从静态和动态两方面定义交直流静态耦合度和动态耦合度指标，综合评估直流系统与并联交流线路或断面的耦合程度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭小江，郑超，马世英，卜广全，尚慧玉，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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