[发明专利]适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统连锁故障技术领域，具体涉及一种适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法。 

背景技术

目前，我国已逐步形成了跨区域、交直流互联电力网络格局。大规模互联电力系统在减小备用容量、提高系统运行效率和经济性方面取得了理想的效果，但同时也使实时获取电网信息数据变得更加困难，计算问题的规模更大、耗时更多。更为严重的是，电网的跨区域互联使由单一元件故障而引发的连锁反应发生的概率大大增加，故障一旦发生，其波及的范围及造成的损失也大幅度增加。其中，连锁故障是造成大规模停电事故的一大原因。 

目前，已经应用于连锁故障分析的模型有OPA模型、CASCADE模型、分支过程模型等。分析连锁故障的过程通常涉及到大规模互联电力系统的多次潮流计算。然而，在对不同运行状态下的大规模互联电力系统进行计算分析时，通常会受到计算容量和求解时间的困扰。另外，在对电网进行在线计算时，通常难以准确地通过调度中心获得整个外部系统的全部实时信息。为了快速而准确获得所关心的内部系统的潮流信息，可以对外部系统进行网络等值，保留其中的关键节点，去掉不关心的部分，从而缩小问题规模，节省大量运算时间。 

在交流系统等值方面，国内外的研究成果已经比较成熟，比较常见的是Ward等值法和REI（Radial,Equivalent and Independent）等值法。Ward等值法的等值模型较为简单，对于线性系统是一种严格的等值方法，因此应用较为广泛。 在常规Ward等值法的基础上，扩展Ward等值法在每一个边界节点的外部加入一个节点注入无功功率为0的虚拟PV节点来反映内网扰动时外网无功响应的变化。这些虚拟PV节点的电压幅值和与之相连的边界节点的电压幅值一致，均可由在线状态估计得到。扩展Ward等值法在保留Ward等值网简单性的同时，提高了有功、无功相应的准确度，是目前最为成熟、应用最广泛的等值手段。 

在交直流系统等值方面，国内外鲜有文献涉及。冷永杰在《交直流混合系统外网等值研究》（中国电力，2008，(08):12-15）中提出了一种利用稳态潮流数据将直流线路转化为交流线路的处理方法，并基于此方法进行了外网静态等值试验。这种等值方法简便，误差精度可接受，因此具有一定应用推广价值。 

然而，目前的等值方法并没有应用于连锁故障模型中。为此，应在常规等值的基础上，对等值边界线路和设备的初始故障等参数进行特殊处理设置，使等值边界能够很好地模拟外网连锁故障对内网的影响，从而使等值方法适用于连锁故障分析，减小计算规模，显著提高仿真效率。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法，通过在外网静态等值时对直流线路进行等效处理，并对等值后的边界线路及设备的初始故障进行设置，使外网连锁故障对内网的影响能够很好地反映在边界上，从而利用等值后的小规模系统进行连锁故障分析，加快运算速度。 

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案： 

适用于连锁故障的交直流电网静态等值方法，包括如下步骤： 

步骤1：读入系统参数； 

步骤2：根据用户输入的节点区域信息及电气岛搜索情况，对待等值系统进 行内外网划分，找出边界节点； 

步骤3：将交直流电网转化为纯交流电网，具体方法如下： 

步骤3.1求解交直流混合系统潮流，求出直流输电系统两侧换流站的吸收功率P_r、Q_r、P_i、Q_i以及两端电压U_r、U_i和相角

步骤3.2根据吸收功率P_r、Q_r、P_i、Q_i以及两端电压U_r、U_i和相角求解交流线路参数：直流线路等效交流电阻R、直流线路等效交流电抗X、直流线路整流侧对地电纳b_r0和直流线路逆变侧对地电纳b_i0，求解公式如下式： 

1g+jb]]>