【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力，具体地涉及一种确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法。
技术介绍
1、伴随着柔性直流输电系统中单个换流站电压和容量等级的提升，换流站接入已经从35kv配网接入转变为500kv主网接入，其安全稳定运行对交流大电网的影响逐渐增大。模块化多电平换流器(mmc)以模块化设计、易于扩展、开关损耗低、输出电压畸变小等优势成为大功率柔性直流输电系统的主流选择。随着多个柔性直流输电系统的投入使用，与变流器相关的稳定性问题也逐渐凸显，柔性直流输电系统出现的功率振荡涉及已经从次同步频率区间到中高频率区间。这些振荡事件发生后导致换流站闭锁，由此产生的功率盈余/缺额将对接入的交流电网产生严重的冲击。大量研究表明，在某些控制策略或运行方式下，柔性直流输电系统换流站电力电子设备的可能与交流电网在某些特定频率发生动态交互，导致系统失稳，具体表现为电压/电流的振荡现象。
2、为了分析柔性直流输电系统的振荡失稳风险，现有文献建立了mmc的详细小信号阻抗模型，并采用特征值分析、bode图、广义nyquist或聚合阻抗等稳定性分析方法探究出现振荡的原因。根据事故调查记录可知，交流侧运行方式的改变(特别是线路停运)对高频谐振的产生存在不可忽视的影响。但现有文献在对柔性直流输电系统交流侧进行等效阻抗建模时，大多仅利用简单电阻、电感及电容串并联或者单一级联π型线路进行近似等效，无法有效模拟交流侧等效阻抗的复杂特性。而传统含复杂交流网络的分析模型主要依赖于特征值分析方法，导致系统运行方式改变后需要重新建立系统的状态空间方程，计算量过
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有柔性直流输电系统振荡分析方法不能有效分析系统运行方式改变对振荡风险的影响，从而有效识别系统在不同运行方式下的振荡风险，提出一种辨识柔性直流输电系统振荡风险运行方式的方法，保证柔性直流输电系统的安全稳定运行。
2、为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出一种确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其包括以下步骤：
3、步骤1：测量得到含柔性直流换流站近区多层拓扑的交流侧电网阻抗；
4、使用指定频率范围内的谐波测试电源进行测量，交流侧电网在频率范围内取相同频率间隔测量得到一组交侧流电网阻抗序列，定义为zgrid＝{zg_f1,zg_f2,…,zg_fi,…,zg_fn}，其中，zg_fi表示在频率为fi时的交流侧电网阻抗；
5、步骤2：确定交流侧电网在不同运行方式下的阻抗相似度计算公式；
6、交侧流电网中共有n个设备，n为正整数，确定每个设备所在层，并根据设备序号定义该设备n-1故障运行方式的序号，初始运行方式定义为第n+1种运行方式，确定交流侧电网在不同运行方式下的阻抗相似度计算公式，交流侧电网在第m和第n种运行方式下的阻抗相似度包括阻抗幅值相似度和阻抗相角相似度m，n＝1,2…,n+1；
7、设定阻抗幅值相似度最小值c|z|_min和阻抗相角相似度最小值
8、步骤3：运行方式合并得到运行方式集群和典型阻抗；
9、步骤3.1：计算交流侧电网初始运行方式下的交流侧电网阻抗与其他运行方式下的交流侧电网阻抗的阻抗相似度，将所有阻抗幅值相似度和阻抗相角相似度均大于设定值的运行方式与初始运行方式合并为一个集合；
10、步骤3.2：对于不能与初始运行方式合并的运行方式，计算同一层内连接于同一个节点的两个设备分别被切除后对应两种运行方式下的电网阻抗相似度，将阻抗幅值相似度和阻抗相角相似度均大于设定值的两种运行方式合并为一个集合；
11、步骤3.3：确定每种运行方式集群的典型阻抗；
12、步骤4：根据mmc小信号阻抗模型得到mmc阻抗；
13、采用mmc小信号阻抗建模技术，建立mmc小信号阻抗模型，通过mmc小信号阻抗模型得到不同频率下的mmc阻抗；
14、步骤5：根据步骤3中的交流侧电网运行方式集群的典型阻抗和步骤4中的mmc阻抗，利用阻抗法确定不同运行方式下的振荡风险。
15、优选的，所述步骤1中的多层拓扑为四层拓扑。
16、优选的，所述步骤2中确定每个设备所在层具体为：
17、以柔性直流换流站母线为中心，将柔性直流换流站母线定义为第1层站点，与该站直连的所有500kv变电站母线作为运行方式扫描的第2层站点，两者之间的设备为第1层设备；继续定义与第2层站点直连的所有500kv变电站母线作为第3层站点，第2层站点与第3层站点两者之间的设备为第2层设备，依此类推，第l层站点直连的所有500kv变电站母线作为第l+1层站点，第l层站点与第l+1层站点两者之间的设备为第l层设备，当确定最后一层站点后，与最后一层站点所连接的设备直接被定义为最后一层设备，使得交流侧电网中的每个设备都有相应的层。
18、优选的，所述步骤2中交流侧电网在不同运行方式下的阻抗相似度计算公式，具体为：
19、交流侧电网第n种和第m种运行方式下的交流侧电网阻抗分别为表示在频率为fi时交流侧电网为第n种运行方式下的交流侧电网阻抗，表示在频率为fi时交流侧电网为第m种运行方式下的交流侧电网阻抗，阻抗相似度包括阻抗幅值相似度和阻抗相角相似度交流侧电网在第m和第n种运行方式下的阻抗相似度计算公式如下：
20、
21、
22、其中，和分别为和的幅值，和分别为和的相角。
23、优选的，所述步骤3.3：确定每种运行方式集群的典型阻抗，具体如下：
24、选出该运行方式集群中含有的设备数目最多的运行方式，作为该运行方式集群的典型运行方式；若存在两个及以上的典型运行方式备选项，则选择满足条件的任意一种运行方式作为典型运行方式；将所选典型运行方式下的交流侧电网阻抗作为该运行方式集群的典型阻抗。
25、优选的，所述步骤4中mmc小信号阻抗模型包括mmc平均值模型下的电气回路和控制系统动态，其中控制系统动态包括锁相环、直流电压控制环、交流电流控制环、环流抑制控制环、电压前馈以及控制系统延时动态。
26、优选的，所述步骤5中利用阻抗法确定不同运行方式下的振荡风险，具体为：
27、当运行方式集群的典型阻抗与mmc阻抗在幅值相等的频率点处相位差超过180度时，柔性直流输电系统在该频率点处存在振荡风险；此时该运行方式集合内的所有运行方式均为系统振荡风险运行方式，对应频率为该运行方式集群的振荡风险频率点。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
29、1、本专利技术利用柔性直流换流站端口的交流电网阻抗受运行方式变化的影响会随着投入或切除的设备距离换流站变远而减弱的特征，利用阻抗相似度对交流电网的不同运行方式进行归类，高效地确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险。
30、2、本专利技术利用阻抗计算避免了对不同交流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤1中的多层拓扑为四层拓扑。
3.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤2中确定每个设备所在层具体为：
4.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤2中交流侧电网在不同运行方式下的阻抗相似度计算公式，具体为：
5.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤3.3中确定每种运行方式集群的典型阻抗，具体如下：
6.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤4中MMC小信号阻抗模型包括MMC平均值模型下的电气回路和控制系统动态，其中控制系统动态包括锁相环、直流电压控制环、交流电流控制环、环流抑制控制环、电压前馈以及控制系统延时动态。
7.根据权
...【技术特征摘要】
1.一种确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤1中的多层拓扑为四层拓扑。
3.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤2中确定每个设备所在层具体为：
4.根据权利要求1所述的确定不同运行方式下柔性直流输电系统振荡风险的方法，其特征在于，所述步骤2中交流侧电网在不同运行方式下的阻抗相似度计算公式，具体为：
5.根据权利要求1所述的确...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢俊，曾垂辉，李智，刘溟，杨诗琦，向阳，王江，任鹏辉，秦亮，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华中分部，
类型：发明
国别省市：
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