多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的布點方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析技術領域，尤其涉及多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償 裝置的布點方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，廣東珠江三角洲地區(qū)等負荷中心的負荷水平逐年 增加，需要進一步發(fā)展遠距離、大容量西電東送戰(zhàn)略，實現資源優(yōu)化配置。未來的西電東送 戰(zhàn)略將采用直流輸電為主的技術路線，隨著受端負荷中心的直流輸電系統(tǒng)的數量和容量增 加，受端系統(tǒng)多直流集中饋入的電網結構特征愈發(fā)突出。而電壓失穩(wěn)是多直流饋入受端系 統(tǒng)面臨的最大風險，若發(fā)生受端系統(tǒng)交流線路短路等故障，在系統(tǒng)故障恢復過程中多回直 流會同時吸取大量無功功率，受限于受端系統(tǒng)的電壓支撐能力，受端系統(tǒng)的交流母線電壓 將難以恢復并發(fā)展為電壓崩潰。
[0003] 為解決受端系統(tǒng)的交流母線電壓難以恢復的問題，在變電站布置動態(tài)無功補償裝 置能夠在故障恢復過程中快速提供感性無功功率，有助于系統(tǒng)電壓恢復，維持系統(tǒng)電壓穩(wěn) 定。但是負荷中心地區(qū)變電站土地資源緊缺，且計及動態(tài)無功補償裝置成本，在電網中大規(guī) 模配置動態(tài)無功補償裝置是難以實現的，因而需研究優(yōu)化多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補 償布點問題，即通過合理地安排有限數目動態(tài)無功補償裝置的裝設站點，實現最大限度改 善電壓穩(wěn)定性的目標。
[0004] 目前，現有的布點方法電網一般依據專家經驗制定若干個布點方案，并通過大量 的仿真對比來確定最終布點方案，該方法的計算量較大且存在一定的盲目性。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明實施例提出一種多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的布點方法，能減 少計算量，提高布點的準確性和效率。
[0006] 本發(fā)明實施例提供一種多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的布點方法，包 括：
[0007] 對于多直流饋入受端系統(tǒng)的N條交流母線，依次獲取每條交流母線的N個電壓動 態(tài)響應曲線數據；其中，第X條交流母線的N個電壓動態(tài)響應曲線數據是在N個變電站依次 仿真發(fā)生三永故障時，所述第X條交流母線從故障到其恢復過程中對應的N個電壓動態(tài)響 應曲線數據；N為正整數，X為小于等于N的正整數；
[0008] 根據每條交流母線的N個電壓動態(tài)響應曲線數據，依次計算每條交流母線的N個 電壓軌跡-時間積分值；
[0009] 對每條交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值進行求和，并按照和值由大到小的 順序依次選取M條交流母線，將所述M條交流母線所對應的變電站作為候選布點，M為小于 等于N的正整數；
[0010] 根據各所述候選布點與直流逆變站節(jié)點之間的阻抗矩陣元素，計算獲得各所述候 選布點的綜合指標；
[0011] 按照所述綜合指標從大到小的順序選取L個候選布點作為最終布點，其中，所述L 為所述多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的預設配置個數，且L為小于等于M的正整 數。
[0012] 進一步的，所述依次獲取每條交流母線的N個電壓動態(tài)響應曲線數據，具體為：
[0013] 在每個所述變電站中隨機選取一回出線作為故障線路，獲得N條故障線路；
[0014] 采用機電暫態(tài)仿真程序，依次獲取每條交流母線在所述N條故障線路依次發(fā)生三 永故障時對應的N個電壓動態(tài)響應曲線數據。
[0015] 進一步的，所述根據每條交流母線的N個電壓動態(tài)響應曲線數據，依次計算每條 交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值，具體為：
[0016] 根據每條交流母線的N個電壓動態(tài)響應曲線數據，采用受擾電壓軌跡-時間積分 方法，按照以下公式計算每條交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值：
[0017]
[0018] 其中，Akl表示第k條交流母線的第i個電壓動態(tài)響應曲線數據，Vkl(O)為所述第 k條交流母線的初始穩(wěn)態(tài)電壓；Vki (t)為t時刻的采樣電壓；t。為第i條交流母線的三永故 障仿真結束時刻；tOTd為所述第k條交流母線的電壓從V kl (t)恢復到Vkl (0)的時刻；i和k 均為小于等于N的正整數。
[0019] 進一步的，所述對每條交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值進行求和，具體為：
[0020] 按照以下計算公式，對每條交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值進行求和；
[0021]
[0022] 其中，Ak為第k條交流母線N個電壓軌跡-時間積分值的和。
[0023] 進一步的，所述根據各所述候選布點與直流逆變站節(jié)點之間的阻抗矩陣元素，計 算獲得各所述候選布點的綜合指標，具體為：
[0024] (a)根據各所述候選布點與直流逆變站節(jié)點之間的阻抗矩陣元素，分別計算各所 述候選布點的整體支撐作用指標和均衡支撐作用指標；
[0025] 所述整體支撐作用指標具體根據以下計算公式計算獲得：
[0026]
[0027] 其中，Zhj為節(jié)點阻抗矩陣第h行、第j列的元素；j為第j個候選布點；η為所述多 直流饋入受端系統(tǒng)的直流輸電系統(tǒng)總數目；I_(j)為第j個候選布點的所述整體支撐作用 指標，用于反應第j個候選布點對多回直流功率恢復支撐作用的整體效果；
[0028] 所述均衡支撐作用指標具體根據以下計算公式計算獲得：
[0029]
[0030] 其中，Ibal (j)為第j個候選布點的所述均衡支撐作用指標，用于反應第j個候選布 點對多回直流功率恢復支撐作用的均衡效果；
[0031] (b)按照以下公式，采用極差變化方法，分別對所述整體支撐作用指標和均衡支撐 作用指標進行標準化處理；
[0032]
[0033]
[0034] 其中，/_(/)為標準化后的第j個整體支撐作用指標，為標準化后的第j 個均衡支撐作用指標；
[0035] (C)根據標準化后的所述整體支撐作用指標和均衡支撐作用指標，按照以下計算 公式，采用線性加權求和的方法，計算各所述候選布點的綜合指標；
[0036]
[0037] 其中，S(j)為第j個候選布點的綜合指標，且第一加權系數λ ^第二加權系數 λ 2的和為1。
[0038] 可見，實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：
[0039] 本發(fā)明實施例提供了一種多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功補償裝置的布點方法， 首先依次獲取每條交流母線在任一交流母線發(fā)送三永故障時所對應的N個電壓動態(tài)響應 曲線數據，再計算每條交流母線的N個電壓軌跡-時間積分值，對每條交流母線的電壓軌 跡-時間積分值進行求和后，按照和值的由大到小選取M條交流母線所對應的變電站作為 候選布點。最后根據各候選布點與直流逆變站節(jié)點之間的阻抗矩陣元素，計算獲得各候選 布點的綜合指標，按照各候選布點的綜合指標由大到小的順序，選取L個候選布點作為最 終布點，L為多直流饋入受端系統(tǒng)動態(tài)無功率補充裝置的預設配置個數。相比于現有技術 依賴專家人為經驗選擇候選布點再采用仿真計算確定最終布點，本發(fā)明技術方案采用合理 準確的計算方法確定最終布點，提高布點選擇的準確性和效率。
[0040] 進一步的，本發(fā)明對各條交流母線發(fā)送三永故障進行仿真計算，計算多直流饋入 受端系統(tǒng)近區(qū)電網交流故障及其恢復過程各母線動態(tài)電壓響應曲線數據，計算量較小，計 算成本低廉。
[0041] 進一步的，本發(fā)明采用受擾電壓軌跡-時間積分方法，并將抽樣故障下同一母線 的電壓軌跡-時間積分值求和，該積分值反映了母線電壓恢復的難易程度，該和值反映了 積分面積的累積效果，能夠用于準確判定多直流饋入受端系統(tǒng)的薄弱母線，物理意義明確。
[0042] 進一步的，本發(fā)明基于候選布點與直流逆