[发明专利]一种多馈入交直流电网动态等值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网动态技术，特别涉及一种多馈入交直流电网动态等值的原则和方法。

背景技术

随着西电东送和全国联网的全面实施，我国将会有越来越多的直流输电工程投入运行，以华东电网为例，2012年华东电网将通过1回±800 kV特高压直流和5回±500 kV超高压直流从华中电网受入电力。6回直流在华东电网的落点均位于苏南和上海负荷中心，各逆变站彼此间的电气距离很近，交流系统发生故障时可能会引起多个换流站同时发生换相失败，而直流输电线路发生故障时，交流系统也可能失去稳定，因此研究多直流落点系统在大扰动下的稳定性问题，对于我国电网的健康发展，具有十分重要的意义。

要模拟直流系统故障对暂态稳定的影响及交直流系统间的相互作用应采用电磁暂态仿真，电力系统电磁暂态仿真软件常见的有EMTP、 PSCAD／EMTDC，以及专门用于实时研究电力系统的数字仿真系统RTDS等。由于电磁暂态仿真不仅要求对电力系统动态元件采用详细的非线性模型，还要计及网络暂态过程，需采用微分方程描述，使得电磁暂态仿真程序的仿真规模受到了限制，因此计算前一般要对与直流相连的交流系统网络进行简化等值。目前的等值方法有模态等值、同调等值及估计等值，但这些方法存在计算过程复杂，等值前后误差较大，不能精确反映被等值系统动态特性等问题，距离工程实用还有一定的距离。

发明内容

本发明是针对现在电网系统动态特性仿真复杂困难的问题，提出了一种多馈入交直流电网动态等值的方法，工程实用化等值方法，针对交直流混联大电网保留交流电网500kV节点，对220kV及以下的低电压等级网络进行等值，从而得到能够反映原电网动态特性的简化电网进行电磁暂态仿真。

本发明的技术方案为：一种多馈入交直流电网动态等值的方法，包括如下具体步骤：

1）判断等值模型：以故障后母线的残压大小作为衡量电气距离的指标，依据距离直流落点的远近采用不同的等值方案：

A:对于直流落点附近的220kV电网，表示为发电机和负荷的组合；

B:对于其它远离直流的220kV电网等值为负荷，初步确定区域划分。

C:根据工程经验，节点残压以0.7pu为临界点，低于0.7pu为近区节点，高于0.7pu为远区节点，不同的系统根据具体情况该临界点有所微调±0.05pu,对于远区节点，当220kV及以下网络中发电机容量比重较大时，若将其全部忽略，即全部等值为负荷，等值效果不甚理想，并不能准确反映原网络的动态特性，提出另一条修正原则；

D:修正原则：对于远区节点，当等值区域内直接连入500kV系统机组的容量、动能（即转动惯量）比重较小（小于70%）时，需要在500kV网络上近似加等值机，保证等值前后系统内机组的总容量、总动能不变；

2）定量误差评价，判断等值模型后进行误差评价：

首先进行静态潮流评价：对比等值前后保留线路的有功功率以及母线电压，评价指标为等值前后绝对值相对误差在5%，                                                ，式中为等值前线路的有功功率、母线电压，为等值后线路的有功功率、母线电压；

再进行动态潮流评价，使用相对均方根误差分析法，即用等值前后动态曲线各点绝对误差的均方根与等值前曲线各点的均方根相比，从总体上反映了等值后系统的平均偏差，比极值误差分析等常规指标更能反映整体的拟合程度，根据动态等值的工程经验，设定相对均方根误差指标设定为10%，公式如下：

            

式中N表示动态曲线采样点数， 为等值前动态曲线第i个点的采样值，为等值后动态曲线第i个点的采样值；

3）如设定模型符合步骤2）的定量误差评价则采用模型，如不符合，按步骤1）中的修正原则修订后再进行步骤2）的定量误差评价，直到满足误差评定，方可定为最终模型。

所述设定等值模型为负荷的具体步骤：

1）对原网络进行潮流计算，将该500kV节点所接多台变压器参数按并联方式聚合为一台等值变压器，统计该节点下所有变压器220kV侧下送功率，累加后作为总负荷接于等值变压器220kV侧，如有第三绕组，统计第三绕组侧无功补偿情况，累加后接于等值变压器第三绕组侧；

2）对等值后进行潮流计算，优化调整220kV侧等值负荷功率值，保证等值前后系统潮流基本一致；