[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

摘要

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。

主权项

1.一种考虑交直流混联电网故障的电压安全范围确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)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：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，利用下式计算直流整流侧换流站的换流器对母线电压的灵敏度SR,i：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，利用下式计算直流逆变侧换流站的换流器对母线电压的灵敏度SI,i：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在第s个故障发生后，对应的电网母线变化量矩阵其中，下标N_g表示电网中非换流站母线的母线数量，下标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：当前状态下，电网中非换流站母线的电压约束条件为：其中，S_jk表示交直流混联电网中第k个无功功率补偿设备对第j个非换流站母线电压的灵敏度系数，该灵敏度系数由电网调度员通过潮流计算后提供，ΔQ_k表示第k个无功功率补偿设备的无功功率调节量，表示第j个非换流站母线电压的当前值，V_j和分别表示第j个非换流站母线电压的下限值与上限值，由国家电网标准给定；当前状态下，电网中整流侧换流站母线电压的约束条件为：其中，S_R,i,k表示交直流混联电网中第k个无功功率补偿设备对第i个整流侧换流站母线电压的灵敏度系数，该灵敏度系数由电网调度员通过潮流计算后提供，表示第i个整流侧换流站母线当前的电压值，V_R,i和分别表示第i个整流侧换流站母线电压的下限值与上限值，由国家电网标准给定；当前状态下，电网中逆变侧换流站母线电压的约束条件为：其中，S_I,i,k表示交直流混联电网中第k个无功功率补偿设备对第i个逆变侧换流站母线电压的灵敏度系数，该灵敏度系数由电网调度员通过潮流计算后提供，表示第i个逆变侧换流站母线当前的电压值，V_I,i和分别表示第i个逆变侧换流站母线电压的下限值与上限值，由国家电网标准给定；当前状态下，第k个无功功率补偿设备容量的约束条件为：其中，ΔQ_k和分别表示第k个无功功率补偿设备的无功功率调节量的下限值和上限值；第s个故障发生后，电网中非换流站母线电压的约束条件为：第s个故障发生后，电网中整流侧换流站母线电压的约束条件为：第s个故障发生后，电网中逆变侧换流站母线电压的约束条件为：根据约束条件，求解上述目标函数，得到交直流混联电网各母线的电压安全运行范围和