[发明专利]一种计及有源设备差异直流短路比的确定方法及其系统

说明书

本发明涉及一种计及有源设备差异直流短路比的确定方法及其系统，根据用于计算短路电流的电网模型计算发电机直流换流母线总三相短路电流；计算动态无功有源设备提供的短路电流，所述无功有源设备包括动态无功电源类有源设备和动态无功负荷类有源设备；并从总三相短路电流累加所述无功电源类有源设备的短路电流的影响，以及从总三相短路电流消去动态无功负荷类有源设备的短路电流的影响；遍历所有直流换流母线，计算直流短路比指标。本发明通过计及有源设备动态特性差异，即无功属性“质”的差异和无功大小“量”的差异，解决了传统直流短路比评估交流电网电压支撑能力失效的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种计及有源设备差异直流短路比的确定方法及其系统。

背景技术

直流短路比，是基于短路电流等电网静态电气参数，定义的用于评价直流馈入的交流电网动态电压支撑能力的一种定量指标。在此基础上，国内学者研究提出了计及直流外特性短路比、无功有效短路比以及广义短路比等新的改进指标。指标定义之初，电网除常规发电机外，其他有源设备提供的短路电流可忽略不计，因此有源设备类型单一、特性同一。发电机供给短路电流越大，电网动态无功容量越多，相应电压恢复特性越优，基于此认识，形成了评判逻辑——短路比数值越大，对应电网动态电压支撑能力越好。在有源设备呈现出多样化发展的条件下，不同设备动态无功特性的差异，将会显著影响短路比评估动态电压支撑能力的有效性。

由此，导致传统短路比评价失效问题，即与既有评判逻辑相悖，短路比越大电压支撑能力反而越弱的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种计及有源设备差异直流短路比的确定方法及其系统，本发明提供的新的直流短路比大小变化趋势将与电网动态电压支撑能力变化态势间具有一致性，可有效解决多源环境下传统短路比评估失效的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种计及有源设备差异直流短路比的确定方法，其改进之处在于：

根据用于计算短路电流的电网模型计算发电机直流换流母线总三相短路电流；

计算动态无功有源设备提供的短路电流，所述无功有源设备包括动态无功电源类有源设备和动态无功负荷类有源设备；

并从总三相短路电流累加所述无功电源类有源设备的短路电流的影响，以及从总三相短路电流消去动态无功负荷类有源设备的短路电流的影响；

遍历所有直流换流母线，计算直流短路比指标。

进一步地：建立用于计算短路电流的电网模型具体为，根据线路和变压器输变电元件的静态模型、发电机和电动机元件的动态模型，以及各区域发电功率、负荷功率、关键断面交换功率运行数据，建立所述算短路电流的电网模型。

进一步地：所述计算发电机提供的直流换流母线的三相短路电流，包括：

针对直流换流母线总数为Nd的多直流馈入系统，计算多直流馈入系统的影响因子；

根据所述影响因子计算直流换流母线i的三相短路电流I”_Fi；

所述多直流馈入系统的影响因子为：

其中：Tp为多直流馈入系统的影响因子；i、j均表示直流换流母线，j≠i；Z_ii为等值阻抗矩阵中直流换流母线i对应的自阻抗；Z_ij为直流换流母线i与直流换流母线j间的互阻抗；P_dj为直流功率。

进一步地：计算动态无功有源设备提供的短路电流包括：

根据所述动态无功电源类有源设备和动态无功负荷类有源设备设定相应的权系数及相关中间变量；