[发明专利]一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电系统的计算方法，特别是关于一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等全控器件组成电压源换流器(VSC)，采用脉冲宽度调制(PWM)技术将直流电压逆变为幅值和相位均可控的交流电压，具有很多的优点。目前，采用柔性直流输电技术实现跨海域电网互联，已成为世界各国海底电缆输电工程建设的主流。

海上柔性直流输电系统的电压等级与输电容量设计是一项非常重要且细致的工作，通常需要根据负荷情况和输电距离，结合实地情况，提出各种可行的候选方案，计算各候选方案的工程造价，通过计算结果的比较，选择出最合理的电压等级和输电容量。在以往的海上柔性直流输电系统的电压等级和输电容量计算方法中，一般以建设费用为主要标准，以年运行费用作为辅助标准，对电压等级和输电容量进行设计。但是采用这种方法时，无法充分考虑运行费用对电压等级和输电容量的影响。而且，海上钻井平台上的负荷对于供电可靠性的要求较高，但上述柔性直流输电方案的计算方法中，一般将可靠性因素作为约束条件进行考虑，这种方法难以体现可靠性因素对直流系统建设的经济性影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种充分考虑建设费用，运行费用和可靠性费用三方面影响的海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，以降低海上柔性直流输电系统的工程造价和运行成本。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上柔性直流输电系统电压等级与输电容量计算方法，包括以下步骤：

1)收集原始数据，包括负荷地区的经济水平、地理环境、电力负荷特性和负荷预测数据；根据收集到的负荷预测数据，选择负荷最小年的正常负荷预测值作为正常负荷量P_nor，选择负荷最大年的最大负荷预测值作为最大负荷量P_max；根据负荷地区的地理环境和电力负荷特性，确定柔性直流输电系统的输电距离L；根据负荷地区的经济水平，确定该地区的年经济生产总量GDP；根据电力负荷特性，确定该地区的年用电量E；

2)确定柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案，由N种电压等级和M种输电容量共组合生成N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案；

3)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的投资费用B；

4)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的运行费用，并将运行费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额O；

5)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的可靠性费用，并将可靠性费用转化为柔性直流输电系统投建时刻的等效金额R；

6)计算每一种备选方案中柔性直流输电系统的综合费用C，计算公式如下：

C＝B+O+R；

7)选择综合费用C最低的备选方案作为柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案。

所述步骤2)中，确定N×M种柔性直流输电系统电压等级与输电容量设计方案的备选方案包括以下步骤：

(1)根据最大负荷量P_max和柔性直流输电系统的输电距离L，计算正极电压V的可行范围，计算公式如下：