一種多直流饋入系統(tǒng)的直流分區(qū)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)電網(wǎng)分區(qū)方法，具體涉及一種多直流饋入系統(tǒng)的直流分 區(qū)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著直流輸電技術(shù)的成熟，直流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電工程中得到更為廣泛的 應(yīng)用。而隨之而來的是不可避免地同一受端系統(tǒng)會饋入多回直流線路，交直流系統(tǒng)以及直 流落點之間復(fù)雜的相互作用產(chǎn)生了一系列問題，其中交流系統(tǒng)故障引起多個直流換流站同 時發(fā)生換相失敗的問題一直是廣泛研宄的課題，換相失敗導(dǎo)致受端系統(tǒng)瞬時失去大量直流 功率，對于交直流并列輸電通道，換相失敗更會使得潮流大量轉(zhuǎn)移到交流通道而導(dǎo)致整個 系統(tǒng)失穩(wěn)。防止換相失敗的一種措施是在交流系統(tǒng)故障期間改變直流系統(tǒng)的控制方式，另 一種措施是將受端系統(tǒng)分區(qū)，減小分區(qū)之間的電氣耦合程度。受端系統(tǒng)分區(qū)可分為同步分 區(qū)和異步分區(qū)。同步分區(qū)指分區(qū)之間同步運行，通過加裝特殊設(shè)備增大分區(qū)之間電氣距離， 一種方法是通過在交流聯(lián)絡(luò)線上加裝故障限流器從而在故障期間減小分區(qū)之間的耦合，另 一種方法是利用儲能設(shè)備對交流系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)，通過儲能設(shè)備的充放電抑制聯(lián)絡(luò)線上的功 率搖擺，近似達(dá)到直流輸電中的定功率控制。然而不管是改變直流系統(tǒng)控制方式還是同步 分區(qū)，均無法將分區(qū)徹底解耦，仍然存在大故障下多個換流站同時發(fā)生換相失敗的可能性。 異步分區(qū)，即直流分區(qū)，通過柔性直流輸電系統(tǒng)（VSC-HVDC)將受端系統(tǒng)分隔成異步運行的 小區(qū)，分區(qū)之間基本無耦合，能夠徹底防止分區(qū)之間換流器同時發(fā)生換相失敗的問題，隨著 電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流分區(qū)具有更廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 盡管直流分區(qū)已有了相關(guān)研宄工作，但對于直流分區(qū)應(yīng)用于多直流饋入系統(tǒng)，以 及在此基礎(chǔ)上具體的直流分區(qū)方法，目前還沒有相關(guān)研宄，實際工程中缺乏理論指導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種多直流饋入系統(tǒng)的直流分區(qū)方法，能 夠指導(dǎo)實際工程中多直流饋入系統(tǒng)直流分區(qū)方案的制定。
[0005] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0006] 一種多直流饋入系統(tǒng)的直流分區(qū)方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟一：計算多直流饋入系統(tǒng)各個直流換流站之間的多直流落點相互作用因子 MIIF的值Mg，形成MIIF矩陣；
[0008] 步驟二：由吣/導(dǎo)到F u，從大到小排列各個Fu，選擇Fi#應(yīng)的前k對換流站作為 候選分隔對象；
[0009] (Fu的定義下面有解釋，即M u和M ^取較大值；k根據(jù)實際規(guī)劃需要選擇，如果希 望候選方案多一點，則k取大一點，下文算例中k取4)
[0010] 步驟三：判斷所得的前k對換流站是否含有類似Fi，i+1、Fi，i+2形式的換流站對（與 K值的大小無關(guān)，如果出現(xiàn)需要分隔換流站i和換流站i+1，同時也需要分隔換流站i+1和 換流站i+2的情況，那么只需要分隔換流站i和換流站i+1就可以達(dá)到以上目的，所以下文 將1+1、1+2合并為Fi，i+1):若是，則^+1、^ +2合并為Fi，i+1，即只分隔換流站⑴和換流 站（i+1)，候選分隔對象增加下一個匕值對應(yīng)的換流對；若否，則進(jìn)入步驟四；
[0011] 步驟四：根據(jù)分隔直流分區(qū)的數(shù)目P得到直流分區(qū)的初步候選方案，將多直流饋 入系統(tǒng)分隔成P個直流分區(qū)（直流分區(qū)的數(shù)目根據(jù)實際工程定，綜合考慮經(jīng)濟性以及系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定性，下文算例中主要從經(jīng)濟性出發(fā)，取P = 2,即分成兩個直流分區(qū)），則共有C7 個初步候選方案；
[0012] 步驟五：判斷初步候選方案是否存在各分區(qū)換流站數(shù)目相同的方案，若是，則在所 述兩個方案（例如，方案i和方案j)分區(qū)短路比差值超過閾值的情況下剔除分區(qū)短路 比較小的方案，即如果氏」>0,剔除方案j，如果氏」〈0,剔除方案i;若否，得到候選方案并進(jìn) 入步驟六；
[0013] 步驟六：對每一種候選方案在仿真軟件中進(jìn)行分區(qū)和計算（之前步驟是確定分區(qū) 的候選方案，這一步是對候選方案在仿真軟件中進(jìn)行搭建，計算優(yōu)化指標(biāo)L，從而得到從候 選方案中選出最終的方案），計算MIIF矩陣和優(yōu)化指標(biāo)L，優(yōu)化指標(biāo)L最小的方案即最優(yōu)直 流分區(qū)方案。
[0014] 所述的步驟一中，通過以下公式計算多直流落點相互作用因子的值Mij;
[0015]
[0016] m .1。j換流站的編號，j為觀察母線對應(yīng)換流站的編號，A Vi 為第i個換流站的交流母線電壓擾動量，取為1 %，A '為第j個換流站的交流母線的電壓 變化量。
[0017] (V對應(yīng)電壓，i和j為編號）
[0018] 所述步驟二中，通過以下公式由得到F iJ;
[0019] Fij= max(M u，]%) i，j = 1，2... t，i 乒 j ;
[0020] 其中：函數(shù)max (a, b)定義為取a和b的較大值，t為系統(tǒng)中直流換流站的個數(shù)。
[0021] 所述步驟五中，通過以下公式計算方案i和方案j分區(qū)短路比的差值Hij;
[0022]
[0023] 其中：p為分區(qū)數(shù)目，&為區(qū)內(nèi)換流站個數(shù)，1為分區(qū)編號，SCR為換流站對應(yīng)的短 路比。
[0024] 所述的步驟六中，通過以下公式計算優(yōu)化指標(biāo)L ;
[0025]
[0026] 其中：n為受端系統(tǒng)換流站個數(shù)。
[0027] 有益效果：本發(fā)明提供的多直流饋入系統(tǒng)直流分區(qū)方法以換流站之間多直流落點 相互作用因子大小作為分隔依據(jù)，兼顧分隔電氣距離較大的換流站對和選擇直流短路比較 大的方案這兩條分區(qū)原則，得到候選方案后，以換流站之間平均MIIF大小作為最優(yōu)方案的 選擇標(biāo)準(zhǔn)。本直流分區(qū)方法能夠有效減小故障下多直流饋入系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生換相失敗直流換流 站的個數(shù)，有利于系統(tǒng)在故障下保持穩(wěn)定，對于實際電網(wǎng)直流分區(qū)方案的制定具有指導(dǎo)意 義。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明多直流饋入系統(tǒng)直流分區(qū)的執(zhí)行流程示意圖；
[0029] 圖2為2030年廣東電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)架直流落點示意圖；
[0030] 圖3a為廣東電網(wǎng)直流分區(qū)候選方案示意圖之一；
[0031] 圖3b為廣東電網(wǎng)直流分區(qū)候選方案示意圖之二；
[0032] 圖3c為廣東電網(wǎng)直流分區(qū)候選方案示意圖之三；
[0033] 圖3d為廣東電網(wǎng)直流分區(qū)候選方案示意圖之四；
[0034] 圖3e為廣東電網(wǎng)直流分區(qū)候選方案示意圖之五。
【具體實施方式】
[0035] 為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明的多直流饋 入系統(tǒng)直流分區(qū)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036] 如圖1所示，一種多直流饋入系統(tǒng)的直流分區(qū)方法，包括如下步驟：
[0037]步驟一：
[0038] 通過以下公式計算多直流饋入系統(tǒng)各個直流換流站之間的多直流落點相互作用 因子（MIIF)的值M if，形成MIIF矩陣；
[0039]
[0040]其中：i為自擾動母線，j為觀