[发明专利]一种确定分层直流接入系统受端最佳落点的方法及系统

说明书

本发明公开了一种确定分层直流接入系统受端最佳落点的方法及系统，属于电力系统技术领域。本发明方法包括：确定分层直流接入的受端系统的n个落点，建立分层直流落点为i和s时的交流系统等值节点阻抗矩阵；根据所述等值节点阻抗确定换流母线的短路容量；根据交流系统的等值节点阻抗和直流换流母线短路容量确定交直流系统的分层直流短路比；根据表征交直流系统强弱的指标确定分层直流接入的最佳落点。本发明保证了特高压分层直流接入的交直流系统的安全稳定运行，根据直流短路比选择分层直流接入的最佳落点，为电力工作人员提供规划和运行的判断依据。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，并且更具体地，涉及一种确定分层直流接入系统受端最佳落点的方法及系统。

背景技术

由于我国资源、生产力分布不均衡，80％以上的能源资源分布在西部、北部，70％以上的电力消费集中在东部、南部，供需相距800～3000公里，需要远距离、大容量的能源电力输送，因此多条直流落点同一受端交流系统(负荷中心)不可避免。目前在国家电网公司所辖区域内，已投运21条直流，其中9条特高压直流。我国已形成世界上直流电压等级最高，单回直流输电容量最大、直流输电规模最大的交直流电网，同时形成了以华东、广东两大多馈入交直流系统。随着直流电压等级、输电容量的提升，对受端电网的电压无功支撑能力和潮流疏散带来了严峻考验。特高压直流分层接入不停电压等级的交流电网，显著提高受端交流系统的接纳能力以及电压支撑能力，对提高输电效率，节约宝贵的土地和走廊资源，显著提升经济和社会效益具有重要作用。对于直流分层接入的受端系统，电压稳定问题更加复杂，一方面，直流系统和附近交流系统的相互作用可能引发电压问题；另一方面，若直流在受端系统中集中落点，则不同的直流系统之间也会产生相互作用，将电压问题进一步扩大，继而引发直流的相继换相失败，最终造成大规模的停电。而根据规划，我国新建的特高压大容量直流输电工程，将越来越多的以分层方式接入受端交流电网。短路比通常用于规划前期，衡量交直流系统中交流系统的强弱，交流系统的强弱很大程度上决定了在交流和直流系统相互作用的性质及相关问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种确定分层直流接入系统受端最佳落点的方法，包括：

确定分层直流接入受端系统的n个落点，建立分层直流落点为i和s时的交流系统等值节点阻抗矩阵，确定等值节点阻抗；

所述i和s为任意分层直流落点；

根据所述等值节点阻抗确定换流母线的短路容量；

根据交流系统的等值节点阻抗和直流换流母线短路容量确定交直流系统的分层直流短路比；

根据表征交直流系统强弱的指标确定分层直流接入的最佳落点。

可选的，阻抗矩阵如下式：

其中，Z_eq表示交流系统的等值节点阻抗矩阵，T表示转置，n表示交直流系统中换流母线总数，M_n表示换流母线n的关联向量，Z表示交流系统的节点阻抗矩阵，Z_eqnn表示Z_eq的第n行、第n列元素；M₁，M₂，…M_n分别表示为：

……

其中，k表示交流系统中的节点总数。

可选的，根据交流系统的等值节点阻抗计算直流换流母线的短路容量，容量公式如下：