【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及新能源电力系统分析与控制，具体涉及一种考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法。
技术介绍
1、我国近年来新建成多条特高压直流输电线路，尤其是在西北地区，大量新能源通过特高压直流输电外送消纳。当发生直流换相失败或直流闭锁故障时，将引发送端电网近区各交流母线出现不同程度的过高/过低电压，暂态电压的急剧变化可能诱发新能源大范围脱网等连锁故障，对系统安全稳定运行造成严重威胁。
2、为抑制暂态过高/过低电压，保证高比例新能源送端电网的正常运行，需要使用svc、调相机等动态无功源进行无功和电压调控。为了科学评估动态无功源的调节作用，亟需提出一种动态无功源对直流故障暂态过电压的抑制效果量化方法，该方法应同时考虑暂态过电压的传播时变特点和空间特性，以准确评估暂态过电压在系统各位置的严重程度，量化表征动态无功源对暂态过高/过低电压的抑制能力，为电网规划、设备安置和动态无功源控制等提供参考。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，解决直流换相失败或直流闭锁故障时，将引发送端电网近区各交流母线出现不同程度的过高或过低电压，暂态电压的急剧变化可能诱发新能源大范围脱网等连锁故障，对系统安全稳定运行造成严重威胁的问题。本专利技术提供了一种考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，具体技术方案如下：
2、一种考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，包括以下步骤：
3、步骤1：构建直流故障下表征暂态过电压时间特性的指标；>
4、步骤2：构建直流故障下表征暂态过电压空间特性的指标；
5、步骤3：构建直流故障下表征暂态过电压时空特性的综合评估指标；
6、步骤4：在动态无功源未加入时模拟直流故障，计算表征暂态过电压时空特性的综合评估指标；
7、步骤5：统计动态无功源的位置和调控范围；
8、步骤6：在动态无功源加入后模拟直流故障，计算暂态过电压抑制比，量化动态无功源对暂态过电压的抑制效果。
9、优选地，所述步骤1包括以下子步骤：
10、步骤1.1：构建换相失败故障下表征暂态过电压时间特性的指标体系；
11、步骤1.1.1：将发生换相失败的电网换流站母线标记为母线0，依据发生换相失败的电网换流站母线0暂态电压的变化趋势，将换相失败分为以下三个阶段：
12、换相失败发生时刻记作t0，对应的初始电压为u0；第一次达到暂态过低电压最低值umin的时刻记作t1，t0～t1时段称为换相失败下降阶段；
13、t1时刻后，达到暂态过高电压最高值umax的时刻记作t2，t1～t2时段称为换相失败上升阶段；
14、t2时刻后，电压第一次回复到稳态值u0的时刻为t3，t2～t3时段称为换相失败恢复阶段；
15、步骤1.1.2：根据步骤1.1.1构建以下四个与换相失败故障下暂态过电压时间特性有关的指标：
16、换相失败过低电压幅度ud＝u0—umin；
17、换相失败过高电压幅度ur＝umax—u0；
18、换相失败跌落速度
19、换相失败恢复速度
20、步骤1.2：构建直流闭锁故障下表征暂态过电压与时间特性有关的严重度指标体系；
21、步骤1.2.1：依据直流闭锁故障发生时和发生前后母线0的暂态电压变化趋势，将直流闭锁故障分为以下三个阶段：
22、直流闭锁发生时刻记作ta，ta时刻后第一次达到暂态过高电压最高值ub的时刻记作tb，ta～tb时段称为直流闭锁上升阶段；
23、故障切除的时刻记作tc，tc时刻的电压记作uc，tb～tc时段称为直流闭锁故障持续阶段；
24、tc时刻后，电压第一次恢复到稳态值ua的时刻记作td，tc～td时段称为直流闭锁恢复阶段；
25、步骤1.2.2：根据步骤1.2.1构建以下三个与直流闭锁故障下暂态过电压时间特性有关的指标：
26、直流闭锁过高电压幅度uh＝ub—ua；
27、直流闭锁上升速度
28、直流闭锁恢复速度
29、优选地，所述步骤2包括以下子步骤：
30、步骤2.1：选择电网不同位置的中枢节点作为无功监测母线；
31、根据规划调度提供的中枢节点集合，在交流电网选取除母线0之外的m个中枢节点母线作为无功监测母线，分别标记为母线1、母线2、....、母线m；
32、步骤2.2：构建直流故障下表征暂态过电压空间特性的指标体系；
33、若发生换相失败故障，监测换相失败前后和故障期间母线1、母线2、…、母线m流入的无功功率，并记录未接入动态无功源时，母线i在t0时刻流入的无功功率为qin；t0～t3时段内任一时刻为t，母线i在t时刻流入的无功功率为qit；
34、定义母线i的最大负无功偏差为qicmax＝[qin-qit]max，i＝1,2,…,m；
35、定义母线i的最大正无功偏差为qigmax＝[qit-qin]max，i＝1,2,…,m；
36、若发生直流闭锁故障，监测直流闭锁前后和故障期间母线1、母线2、…、母线m流入的无功功率，并记录未接入动态无功源时，母线i在ta时刻流入的无功功率为ta～td时段内任一时刻为t，母线i在t时刻流入的无功功率为
37、直流闭锁故障发生时，暂态无功波动以正无功偏差为主要特征，
38、定义母线i的最大无功偏差为
39、还优选地，所述步骤3包括以下子步骤：
40、步骤3.1：对数值指标的标幺化；
41、以电压监测母线的额定电压u0,n作为电压基准值u0,b，以μb＝u0,b/100ms作为电压变化速度的基准值，全网统一选取一个无功功率基准值sb，对步骤1和步骤2中定义的各指标进行标幺化，依次得到共4+2m个换相失败故障下表征暂态过电压时空特性的指标以及共3+m个直流闭锁故障下表征暂态过电压时空特性的指标；
42、步骤3.2：构建换相失败故障下表征暂态过电压时空特性的综合评估指标σ1；
43、定义σ1为换相失败故障下各指标标幺值的加权叠加，即
44、
45、其中，i＝1,2,…,m；x1、x2、...、x2m+4为权重系数，根据规划调度提供的中枢节点重要程度而定；
46、步骤3.3：构建直流闭锁故障下表征暂态过电压时空特性的综合评估指标σ2；
47、定义σ2为直流闭锁故障下各指标标幺值的加权叠加，即
48、
49、其中，i＝1,2,…,m；为权重系数，根据规划调度提供的中枢节点重要程度而定。
50、还优选地，所述步骤4包括以下子步骤：
51、步骤4.1：搭建待评估电网的仿真模型，进行直流故障仿真计算，得到故障电压和无功功率波形；
52、步骤4.2：若是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤1包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤4包括以下子步骤：
6.根据权利要求1所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤5包括以下子步骤：
7.根据权利要求5所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤6包括以下子步骤：
【技术特征摘要】
1.一种考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤1包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的考虑时空特性的直流故障暂态过电压抑制效果量化方...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚龙，徐聿至，王维洲，刘克权，邵冲，杨勇，郝如海，刘文飞，牛浩明，何欣，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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