[发明专利]一种确定直流电网电压补偿装置安装位置及容量的方法

摘要

本发明公开了一种确定直流电网电压补偿装置安装位置及容量的方法，包括：步骤一，在预想的网络节点电压最低的工况下，建立潮流方程进行潮流计算，确定电压值低于运行下限U_min且最低的节点；步骤二，求解电压补偿装置安装于不同支路时，电压最低节点的电压值对电压补偿装置控制参数的灵敏度；步骤三，依据灵敏度和线路额定电流确定各支路安装补偿装置的优先顺序；步骤四，以电压补偿装置容量最小为目标，节点电压和电压补偿装置参数满足限值为约束，构造优化问题并求解；步骤五，在步骤四解对应的每条支路上对称布置补偿装置，一条支路上的各装置容量相等。本发明能合理确定直流电网电压补偿装置的安装位置，实现装置容量最小化和投资最小化。

主权项

1.一种确定直流电网电压补偿装置安装位置及容量的方法，其特征在于，所述直流电网含有n个节点和b条支路，所述电压补偿装置为三端结构，其中端子1和端子2均与线路相接，端子3接地或与对极装置端子3相接，电压补偿装置的控制特性为ΔU＝‑KI，其中，K＞0，ΔU为端子1和2之间的电压，I为端子1或2的电流，ΔU与I方向相同，其比值为‑K，电压补偿装置容量与K和I2成正比；包括以下步骤：步骤一，在预想的网络节点电压最低的工况下，建立潮流方程进行潮流计算，确定电压值低于运行下限Umin且最低的节点；步骤二，求解电压补偿装置安装于不同支路时，电压最低节点的电压值对电压补偿装置控制参数的灵敏度；步骤三，依据灵敏度和线路额定电流确定各支路安装补偿装置的优先顺序；步骤四，以电压补偿装置容量最小为目标，节点电压和电压补偿装置控制参数满足限值为约束，构造优化问题并求解；步骤五，在步骤四求解出的对应的每条支路上对称布置补偿装置，一条支路上的各装置容量相等；所述步骤一中的在预想的网络节点电压最低的工况下进行潮流计算的计算方式为：预想工况为网络负荷最大的情况，此时各换流站参数为P1＝2000MW，U2＝495kV，P3＝1600MW，P4＝‑1600MW，P5＝‑2400MW，功率为正表示工作于整流状态，反之为逆变状态；潮流方程为：求解得到电压最低的节点为U5，U5＝468.5kV，假设电压运行下限为0.95UN，其中UN为电网额定电压，考虑裕度，取Umin＝480kV；步骤二所述灵敏度和使电压满足运行限值的各支路电阻减小量成反比；求解各支路电阻减小量的做法为：在步骤一的潮流方程中，将最低的节点电压改为常数Umin，将第i条支路的电阻Ri改为Ri‑Ki，Ki为待求的支路电阻减小量，即电压补偿装置控制参数，对i＝1,2,…,b分别求解潮流方程，得到K1,K2,…,Kb；步骤三的做法为：将由小到大进行排序即为各支路安装电压补偿装置的优先顺序，其中I_iN为各支路额定电流，i＝1,2,…b；步骤四的做法为：取m初始值为1，m为进行电压补偿的支路数；在排序后的前m条支路上进行电压补偿，构造状态变量U和控制变量K，向量U的元素为步骤一工况中除定电压节点之外的全部节点电压，向量K有m个元素，分别为排序后前m条支路对应的电压补偿装置控制参数Ki；构造优化问题：其中，目标函数f(K)为电压补偿装置容量，等式约束h(U,K)＝0为潮流方程，不等式约束g(U,K)≤0包括对控制变量K取值的限制，对节点电压U运行值的限制；若该优化问题有解，执行步骤五，否则置m＝m+1，重新构造并求解；直到优化问题有解，找到所有需要布置电压补偿装置的支路；步骤五的做法为：在解得的K每个元素Ki对应的支路上对称安装j个电压补偿装置，每个装置控制参数Kij满足以下关系式：其中Kijmax为每个装置控制参数的限值，上式有无穷多组解，按装置数量最少考虑，取j最小的一组解，得到实施补偿的支路i上应安装的装置数j和每个装置控制参数Kij。