[发明专利]一种直流系统损耗预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电系统，具体涉及一种直流系统损耗功率的预测方法。

背景技术

高压直流输电以其功率传输可控、传输功率大、线路造价低等优点，在远距离、大容量输电和背靠背系统联网中占有重要地位，目前直流输电系统容量逐步增加，同时直流系统的损耗占比也不断增大。对直流系统内各条直流的损耗进行估算预测，可实现直流系统损耗和损耗率的预测，在此基础上能够确定最优的潮流配置，降低电网电能损耗和线损率，实现电网潮流的优化配置。

目前的直流系统损耗计算方法，大多通过理论公式计算直流系统各部分损耗，主要为换流站(换流变、换流阀、平波电抗器等)和输电线路损耗如图1所示，然后各部分损耗相加后得出整体的损耗和损耗率，此方法计算过程繁琐，耗费时间较多，且经常发生设备参数缺失或不准确的情况，导致计算精度较差。

因此，有必要对传统的直流系统损耗计算方法进行改进，使其计算效率更高、更精确。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种直流系统损耗预测方法，该方法通过对直流系统不同运行方式下损耗功率估算预测，计算效率和准确度高，涵盖直流系统不同运行方式下损耗计算，适用范围全面。

为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现：

一种直流系统损耗预测方法，所述直流系统损耗包括换流站损耗功率ΔPC_loss和直流线路损耗功率ΔPL_loss，且ΔPC_loss＝η×ΔPL_loss，η为换流站损耗与线路损耗的比例系数，通过实际工程经验和统计数据得到，其包括以下步骤：

步骤1、确定直流系统运行额定功率P_n，直流系统额定运行电压U_n，直流系统额定运行电流I_n，线路电晕损耗占输送功率比值δ，以及直流系统20℃时极线电阻R_L、接地极线路电阻R_EL、接地极电阻R_E；

步骤2、估算预测直流线路损耗率μ_i：

其中，i为直流系统的运行方式，i＝1,2,3,4,5时分别表示双极全压运行方式、双极运行单极降压运行方式、双极运行双极降压运行方式、直流单极金属全压运行方式以及单极大地全压运行方式；μ_i、I_i、R_i、P_i、η_i分别为在直流系统的i运行方式下的直流系统线路损耗率、实际运行电流、线路电阻、实际输送功率以及换流站损耗与线路损耗的比例系数；

根据直流系统不同的运行方式，估算预测各运行方式下的直流线路损耗率，其包括以下步骤：

步骤21、直流系统为双极全压运行方式，其直流线路损耗率μ₁的计算方法为：

其中，U₁为在直流系统双极全压运行方式下的实际直流电压；

步骤22、直流系统为双极运行单极降压运行方式，其直流线路损耗率μ₂的计算方法为：

其中，U₂和α分别为在直流系统双极运行单极降压运行方式下直流系统实际运行电压以及直流单极降压比例；

步骤23、直流系统为双极运行双极降压运行方式，其直流线路损耗率μ₃的计算方法为：

其中，U₃、β、分别为在直流系统双极运行双极降压运行方式下直流系统实际运行电压、极1降压比例和极2降压比例；

步骤24、直流系统为直流单极金属全压运行方式，其直流线路损耗率μ₄的计算方法为：

其中，U₄为在直流系统单极金属全压运行方式下直流系统实际运行电压；

步骤25、直流系统为单极大地全压运行方式，其直流线路损耗率μ₅的计算方法为：

其中，U₅为在直流系统单极大地全压运行方式下直流系统实际运行电压；

步骤3、根据直流线路损耗率μ_i计算直流系统线路损耗率：

ΔPL_lossi＝μ_iP_i (6)