[发明专利]考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法

说明书

本发明涉及一种考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法，属于电力系统安全和控制技术领域。首先根据直流整流侧换流站和直流逆变侧换流站的不同运行方式，计算换流站的无功电压灵敏度；然后计算交直流混联电网发生故障后，得到当前运行状态下各母线电压变化量；最后计算交直流混联电网各母线的电压安全运行范围。本发明计算得到的交直流混联电网各母线的电压安全运行范围，可以保证电网的电压安全，保证供电的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法，属于电力系统安全和控制技术领域。

背景技术

我国已建成大规模交直流互联电网，“强直弱交”的特点十分明显。而直流网络运行时会消耗大量的动态无功功率，如果稳态时无功/电压运行方式不合理，一旦发生故障或扰动，将会对电网安全产生重大隐患。因此，如何确定合理的电压安全运行范围，保障交直流混联电网的电压安全，十分重要。

发明内容

本发明的目的是提出一种考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法。确保交直流混联电网发生故障后，仍然能够安全运行，提高电网运行的可靠性。

本发明提出的考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法，包括以下步骤：

(1)直流整流侧换流站和直流逆变侧换流站的不同运行方式，计算换流站的无功电压灵敏度：

对于电网中第i条直流线路，直流整流侧换流站采用定电流控制模式，直流整流侧换流站的换流器对其母线电压的灵敏度S_R,i可用下式计算：

其中，表示第i条直流线路整流侧换流站的换流器无功功率消耗量对母线电压的偏导数，表示第i条直流线路整流侧换流站的换流器无功功率消耗量对触发角的偏导数，表示第i条直流线路整流侧换流站的电流对电压的偏导数，表示第i条直流线路整流侧换流站的电流对触发角的偏导数；

对于电网中第i条直流线路，直流逆变侧换流站采用定熄弧角控制模式，直流逆变侧换流站的换流器对其母线电压的灵敏度S_I,i可用下式计算：

其中，表示第i条直流线路逆变侧换流站的换流器无功功率消耗量对母线电压的偏导数，表示第i条直流线路逆变侧换流站的换流器无功功率消耗量对电流的偏导数，表示第i条直流线路逆变侧换流站的熄弧角对电压的偏导数，表示第i条直流线路逆变侧换流站的熄弧角对电流的偏导数。

(2)计算交直流混联电网发生故障后，当前运行状态下各母线电压变化量

用牛顿-拉夫逊潮流计算方法，计算交直流混联电网第s个故障发生后，对应的电网母线变化量矩阵其中N_g表示电网中非换流站母线的母线数量，N_d表示电网中包含的直流线路数量，表示电网中第j个非换流站母线节点在第s个故障发生后的电压变化量(j＝1,2,…,N_g)，表示第i条直流线路对应的整流侧换流站母线节点在第s个故障发生后的电压变化量(i＝1,2,…,N_d)，表示第i条直流线路对应的逆变侧换流站母线节点在第s个故障发生后的电压变化量(i＝1,2,…,N_d)。

(3)计算交直流混联电网各母线的电压安全运行范围

分别建立交直流混联电网各母线的电压安全运行范围上限和下限的目标函数如下：

其中，和分别表示电网中第j个非换流站母线节点正常运行的电压上限与下限；和分别表示第i条直流线路对应的整流侧换流站母线节点正常运行的电压上限与下限；和第i条直流线路对应的逆变侧换流站母线节点正常运行的电压上限与下限。

上述目标函数的约束条件如下：