[发明专利]一种用于多端柔性直流电网中直流潮流控制器安装位置的确定方法

摘要

本发明是一种用于多端柔性直流电网中直流潮流控制器安装位置的确定方法，其特点是,包括的步骤有：求解直流潮流控制器(DC Power Flow Control ler,DCPFC)安装于多端柔性直流电网中不同支路时各支路的电流灵敏度；将多端柔性直流电网中各支路按安全裕度从小到大排序，确定各支路控制重要性；将确保多端柔性直流电网中各支路运行于载流限值内和直流电网线路有功损耗最小为目标，对比得到多端柔性直流电网中直流潮流控制器安装位置。具有科学合理，适用效果佳，能够准确确定安装位置等优点。

主权项

一种用于多端柔性直流电网中直流潮流控制器安装位置的确定方法，其特征在于,它包括以下步骤：1)求解直流潮流控制器(DC Power Flow Controller,DCPFC)安装于多端柔性直流电网中不同支路时各支路的电流灵敏度；含有N个节点(1,2,…i…j…p…q…N)，b条支路的系统，其中节点N运行于定直流电压运行模式，其余节点运行于定有功功率运行模式，设直流潮流控制器(DCPFC)安装于支路L_ij靠近节点i的位置，各支路电流的表达式如式(1)，只有安装直流潮流控制器(DCPFC)的支路L_ij的电流引入了等效理想变压器变比M，其余支路电流公式均与安装直流潮流控制器(DCPFC)前一致，$\left\{\begin{array}{c}{I}_{12}=\frac{U_{T1}-U_{T2}}{R_{L12}}\\ \·\\ \·\\ \·\\ I_{ij}=\frac{{\mathrm{MU}}_{Ti}-U_{Tj}}{R_{Lij}}\\ I_{pq}=\frac{U_{Tp}-U_{Tq}}{R_{Lpq}}\\ \·\\ \·\\ \·\end{array}\right.---\left(1\right)$对于定有功功率运行模式的换流站节点i(i＝1,2,…N‑1)，其有功功率对于直流潮流控制器(DCPFC)等效理想变压器变比M的灵敏度为0，即：$\frac{\∂P_{T1}}{\∂M}=...=\frac{\∂P_{Ti}}{\∂M}=...=\frac{\∂P_{T(N-1)}}{\∂M}=0---\left(2\right)$而定直流电压换流站N的电压对于直流潮流控制器(DCPFC)等效理想变压器变比M的灵敏度为0，即：$\frac{\∂U_{TN}}{\∂M}=0---\left(3\right)$定有功功率运行模式的换流站有功功率公式如下：$\left\{\begin{array}{c}{P}_1=U_{T1}\underset{k\∈n_1}{\mathrm{\Σ}}{I}_{k1}\\ \·\\ \·\\ \·\\ P_i=U_{Ti}(\underset{\underset{k\≠j}{k\∈n_i}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{ki}+\frac{U_j-{\mathrm{MU}}_i}{R_{ij}})\\ \·\\ \·\\ \·\\ P_j=U_{Tj}(\underset{\underset{k\≠i}{k\∈n_j}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{kj}+\frac{{\mathrm{MU}}_i-U_j}{R_{ij}})\\ \·\\ \·\\ \·\\ P_{N-1}=U_{T(N-1)}\underset{k\∈n_{(N-1)}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{k(N-1)}\end{array}\right.---\left(4\right)$式中n_i(i＝1,2,…N‑1)表示与节点i相连的节点集合，I_ij是支路L_ij由节点i流向节点j的电流值。由式(2)、(4)得到公式：$\left[\begin{array}{ccccc}\frac{\∂P_{T1}}{\∂U_{T1}}& ...& \frac{\∂P_{T1}}{\∂U_{Ti}}& ...& \frac{\∂P_{T1}}{\∂U_{T(N-1)}}\\ \·& & \·& & \·\\ \·& ...& \·& ...& \·\\ \·& & \·& & \·\\ \frac{\∂P_{Ti}}{\∂U_{T1}}& ...& \frac{\∂P_{Ti}}{\∂U_{Ti}}& ...& \frac{\∂P_{Ti}}{\∂U_{T(N-1)}}\\ \·& & \·& & \·\\ \·& ...& \·& ...& \·\\ \·& & \·& & \·\\ \frac{\∂P_{T(N-1)}}{\∂U_{T1}}& ...& \frac{\∂P_{T(N-1)}}{\∂U_{Ti}}& ...& \frac{\∂P_{T(N-1)}}{\∂U_{T(N-1)}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\frac{\∂U_{T1}}{\∂M}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \frac{\∂U_{Ti}}{\∂M}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \frac{\∂U_{T(N-1)}}{\∂M}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}\frac{\∂P_{T1}}{\∂M}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \frac{\∂P_{Ti}}{\∂M}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \frac{\∂P_{T(N-1)}}{\∂M}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \·\\ \·\\ \·\\ 0\\ \·\\ \·\\ \·\\ 0\end{array}\right]---\left(5\right)$由上式求得之后结合式(1)和(3)得到支路电流对直流潮流控制器(DCPFC)等效理想变压器变比M的灵敏度2)将多端柔性直流电网中各支路按安全裕度从小到大排序，确定各支路控制重要性；3)将确保多端柔性直流电网中各支路运行于载流限值内和直流电网线路有功损耗最小为目标，对比得到多端柔性直流电网中直流潮流控制器安装位置。