[发明专利]一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法

说明书

本发明公开了一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法。首先以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础，计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度；然后基于连续潮流法，计算计及负荷静态电压特性的直流落点近区交流节点的静态电压稳定裕度；最后综合考虑两个指标，得到电压薄弱区域的评估指标。本发明在电压薄弱区域评估时综合考虑了无功‑电压灵敏度及静态电压稳定裕度，指标更全面；同时在灵敏度及静态电压稳定裕度的计算中考虑了负荷的静态电压特性，所得结果更能反映实际系统的运行规律，有利于指导后续控制策略的制定。

技术领域

本发明属于交直流互联电力系统分析与控制领域，特别涉及了一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法。

背景技术

通常大功率直流落点近区交流系统的负荷较重，当交流系统的电压支撑能力不足时，容易引发直流系统的故障，甚至使得故障波及全网，影响系统的安全稳定运行。因此，确定直流落点近区交流系统的电压薄弱环节，才能合理地引导控制。

现有方法在评估电力系统电压薄弱区域时，一般只考虑无功-电压灵敏度，或者只考虑静态电压稳定裕度。与现有方法相比，本文的指标更全面，结果更合理。

此外，现有方法在无功-电压灵敏度计算或者静态电压稳定计算时，通常将负荷视为恒功率负荷，未计及负荷的静态电压特性，所得结果可能与实际脱节，不利于指导后续控制策略的制定。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法，弥补现有技术的缺陷，评估结果更加全面、准确。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种直流受端交流系统的电压薄弱区域评估方法，包括以下步骤：

(1)负荷采用恒阻抗、恒电流、恒功率的ZIP模型，建立计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程；

(2)将步骤(1)建立的潮流方程在运行点按泰勒级数展开，略去高次项，得到潮流方程的线性化模型；

(3)基于潮流方程的线性化模型，计算直流落点无功功率相对于交流节点电压幅值的灵敏度指标；

(4)基于连续潮流法，计算计及负荷静态电压特性的直流落点近区交流节点的静态电压稳定裕度指标；

(5)综合无功-电压灵敏度指标和静态电压稳定裕度指标，计算直流落点近区的电压薄弱区域评估指标；

(6)分析不同负荷模型对电压薄弱区域评估结果的影响。

进一步地，在步骤(1)中，所述计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程如下：

(a)负荷采用ZIP模型时，节点i的负荷表示为：

其中，P_i，Q_i为有功负荷和无功负荷，P_Li0，Q_Li0为额定电压下负荷的有功功率和无功功率，U_i为节点i的电压幅值，a_p,b_p,c_p和a_q,b_q,c_q分别为有功负荷和无功负荷中ZIP部分的比例系数，满足a_p+b_p+c_p＝1，a_q+b_q+c_q＝1；

(b)纯交流节点功率偏差方程为：

直流节点功率偏差方程为：