[发明专利]换流站二阶锥近似的交直流电网k系数可靠性评估方法

说明书

本申请公开了换流站二阶锥近似的交直流电网k系数可靠性评估方法，涉及交直流混联电网规划领域。方法具体包括：先根据系统中元件总数及每个元件对应的强迫停运率确定k系数的上限值，利用k系数的上限值缩减故障场景；然后对小于上限值的各个k系数下的系统的可靠性指标进行并行评估，在评估时采用基于换流站二阶锥近似的最优切负荷模型计算当前系统状态下的最优负荷削减量；最后再根据并行评估的结果确定系统整体的可靠性指标。本申请用于提升交直流混联系统的可靠性评估计算效率。

技术领域

本申请涉及交直流混联电网规划领域，尤其涉及换流站二阶锥近似的交直流电网k系数可靠性评估方法。

背景技术

随着电压源换流站-高压直流输电(voltage source converter based highvoltage direct current，VSC-HVDC)输电技术的应用以及大规模可再生能源的接入，电力系统中的电力电子接口越来越多，这使得电力系统向着高比例可再生能源和高比例电力电子设备趋势快速发展。“双高”电力系统具有全新的、更加复杂的特征，如在一次能源特性、元件数量和元件种类等方面与传统的电力系统相比差异显著。全面快速的评估新能源接入下的含VSC-HVDC交直流混联的“双高”电力系统的可靠性是重大和紧迫的国家需求。

但是，在可靠性评估中，由于系统最优切负荷多为复杂的非凸优化问题，对求解器的要求较高，计算速度较慢，甚至可能找不到可行解。当电网规模变大，计算变量增多，导致的风险评估复杂性明显增大，难以适应实际大规模混联电网的计算需求。

发明内容

本申请提供换流站二阶锥近似的交直流电网k系数可靠性评估方法，先通过对故障场景进行缩减，并在评估过程中利用基于换流站二阶锥近似的最优切负荷模型计算最优负荷量，提升交直流混联系统的可靠性评估计算效率。

为达到上述目的，本申请提供了换流站二阶锥近似的交直流电网k缩减可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1：获取系统的拓扑结构、系统中各个元件的强迫停运率、新能源波动模型和负荷波动模型；

S2：根据系统中元件总数及每个元件对应的强迫停运率确定k系数的上限值；其中，所述k系数为系统中出现故障元件的个数；

S3：对小于上限值的各个k系数下的系统的可靠性指标进行并行评估；其中，每个小于上限值的k系数下的系统的可靠性指标的评估步骤均具体包括：

S31：根据当前k系数的取值，枚举出当前k系数所包含的故障场景，并确定每个故障场景分别对应的系统状态以及系统状态的总数；

S32：初始化系统状态，设置初始系统状态编码m＝1；

S33：确定当前系统的交流部分、直流部分、换流站部分、发电机部分的状态以及负荷的实际出力、新能源机组的出力上限；

S34：根据步骤S33得到的当前系统的交流部分、直流部分、换流站部分、发电机部分的状态、负荷的实际出力以及新能源机组的出力上限修正系统的拓扑结构，并根据拓扑结构分析系统的潮流；

S35：判断系统的潮流是否收敛，或者潮流是否越限；

若潮流不收敛或潮流越限，转入步骤S36；反之令系统状态编码故障场景的编号m＝m+1，转入步骤S33；

S36：利用基于换流站二阶锥近似的最优切负荷模型，计算当前系统状态下的最优负荷削减量；

S37：判断迭代次数是否达到设定值，若是，转入步骤S38；否则系统状态编号m＝m+1，转入步骤S33；

S38：计算当前k系数的取值下，系统的可靠性指标值；

S4：根据并行评估的结果确定系统整体的可靠性指标。

进一步地是，步骤S2具体包括：