一種直流接入對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流接入對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流輸電系統(tǒng)中的換流裝置自身需要消耗大量的無功功率，約為其傳輸功率的40% — 60%，除了需要在換流站進(jìn)行大量的無功補(bǔ)償外，還需要從交流系統(tǒng)中獲取部分。在交直流混聯(lián)系統(tǒng)中由于直流落點(diǎn)相對密集，交直流系統(tǒng)間的電氣耦合緊密，交流與直流系統(tǒng)間以及直流系統(tǒng)間的相互作用復(fù)雜。受端交流系統(tǒng)發(fā)生故障可能會(huì)引發(fā)多回直流同時(shí)或相繼換相失敗，在嚴(yán)重情況下可能進(jìn)一步導(dǎo)致直流閉鎖，引起較大的功率不平衡和潮流轉(zhuǎn)移。因此，高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行情況將直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，尤其是直流系統(tǒng)對受端交流電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的影響值得重點(diǎn)關(guān)注。
[0003]直流系統(tǒng)由于其快速可控性，已經(jīng)成為提升互聯(lián)電網(wǎng)安全性的有力措施。同時(shí)，直流系統(tǒng)還存在多種靈活的接入模式，如可將受端正負(fù)極分別接入不同變電站或同一變電站的不同母線，均可實(shí)現(xiàn)增加直流子系統(tǒng)間的電氣距離，降低交直流系統(tǒng)的相互影響的效果。通過直流接入及調(diào)整合理的接入模式是提升交直流混聯(lián)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性應(yīng)的可行方案。但缺乏有效地評價(jià)直流接入對受端交直流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法。
[0004]目前，直流接入對受端交直流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響分析僅停留在穩(wěn)態(tài)功率比較層面，提出了基于換流母線處交流短路功率與直流功率比值的短路比、和多饋入有效短路比之類的評價(jià)指標(biāo)。這些做法僅通過簡單比較交流功率與直流功率的相對大小從而來衡量交流系統(tǒng)對于直流系統(tǒng)的支撐能力，并沒有解答直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題中的角色與作用。而且這種處理方法及其指標(biāo)全部立足于換流母線處，即認(rèn)為直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)之間的相互作用集中體現(xiàn)在換流母線上，割裂了電壓穩(wěn)定問題是受負(fù)荷的無功需求、電源的無功支撐能力以及網(wǎng)絡(luò)無功傳遞等多因素綜合作用影響的這一共識。無法解答直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題中的角色與作用。因此亟需一種新的評價(jià)方法，能夠直觀、高效低評估直流接入對受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的影響。
[0005]目前提出了短路比及其改進(jìn)型的多饋入有效短路比等一系列評價(jià)指標(biāo)來評價(jià)交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)之間的相互影響，通過交流短路功率與直流功率間的比值來衡量交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)的相對強(qiáng)弱。這種方法的核心是基于穩(wěn)態(tài)功率比較，即根據(jù)換流母線處的短路功率和直流輸送功率的比值大小來反應(yīng)交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)間的相對強(qiáng)弱。這種方法表征了交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)之間的相對強(qiáng)弱，該數(shù)值越大意味著交流系統(tǒng)越強(qiáng)，對直流系統(tǒng)的支撐越強(qiáng)。
[0006]現(xiàn)有的分析方法與評價(jià)指標(biāo)基于穩(wěn)態(tài)的功率層面考慮，立足點(diǎn)在直流系統(tǒng)接入交流系統(tǒng)的換流母線上，以交流短路功率和直流輸送功率的比值大小來反應(yīng)交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)間的相對強(qiáng)弱。但也存在著下述問題:
[0007](I)現(xiàn)有技術(shù)無法反映直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題中所發(fā)揮的作用。
[0008]現(xiàn)在的研究表明，電壓穩(wěn)定是受負(fù)荷的無功需求、電源的無功支撐能力以及網(wǎng)絡(luò)無功傳遞等多因素綜合作用影響的動(dòng)態(tài)問題。事實(shí)上，受擾后直流系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功存在性質(zhì)與量值上的快速變化，顯然將加劇電壓穩(wěn)定問題的復(fù)雜性。但現(xiàn)有的技術(shù)方案沒有考察直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題中的角色與所發(fā)揮的作用。
[0009](2)現(xiàn)有技術(shù)無法量化直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題上的參與程度與影響范圍。
[0010]現(xiàn)有的技術(shù)方案，僅著眼于換流母線處，割裂了電壓穩(wěn)定問題中諸多因素之間的耦合關(guān)系，無法將直流系統(tǒng)無功的變化和負(fù)荷的無功需求改變、電源的無功支撐及網(wǎng)絡(luò)無功傳遞能力有效地聯(lián)系起來，因而無法量化直流系統(tǒng)在電壓穩(wěn)定問題上的參與程度與影響范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了分析直流系統(tǒng)接入對受端交流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定帶來的影響及評價(jià)不同直流接入模式對電壓穩(wěn)定的影響程度，本發(fā)明提出一種直流接入對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法，包括以下步驟:s1、對受端交流電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)等值；S2、利用時(shí)域仿真法計(jì)算多種直流接入模式下等效負(fù)荷母線的臨界故障切除時(shí)間；S3、通過比較臨界故障時(shí)間的大小做出評價(jià)。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案在將交直流混聯(lián)系統(tǒng)等值化簡為“直流-電源-負(fù)荷”的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)網(wǎng)內(nèi)，綜合考察直流接入、負(fù)荷動(dòng)態(tài)、電源支撐與網(wǎng)絡(luò)傳遞作用下的電壓特性，選擇在負(fù)荷母線處以臨界故障切除時(shí)間為評價(jià)指標(biāo)，將直流系統(tǒng)接入對受端交流系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的影響都等效至負(fù)荷母線上進(jìn)行對比評價(jià)。該方法改變了以往僅立足于換流母線來考場交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)間的相對強(qiáng)弱，將影響電壓穩(wěn)定問題的諸多因素，如直流的作用、網(wǎng)絡(luò)的功率傳遞、負(fù)荷的無功需求、電源的電壓支撐統(tǒng)籌考慮。同時(shí)，該方法可使不同接入模式下直流系統(tǒng)對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的影響分析更為直觀，便于研究和設(shè)計(jì)人員簡單、高效地評估直流接入模式對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的影響。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明評價(jià)方法的含直流接入的受端電網(wǎng)簡化圖；
[0014]圖2為本發(fā)明評價(jià)方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理作具體的描述。
[0016]本發(fā)明的直流接入模式對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法:
[0017]1、對受端交流電網(wǎng)進(jìn)行等值處理
[0018]利用已有的BPA網(wǎng)絡(luò)等值程序，對受端交流電網(wǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)形式等值，保持直流接入點(diǎn)不變，對受端交流電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，如圖1所示，得到標(biāo)準(zhǔn)形式的受端系統(tǒng)。
[0019]2、計(jì)算臨界故障切除時(shí)間
[0020]根據(jù)得到的標(biāo)準(zhǔn)化受端系統(tǒng)，在交流系統(tǒng)的等效負(fù)荷母線處設(shè)置故障，故障類型為三相短路，借助時(shí)域仿真法分別對計(jì)算η種接入模式下的交直流系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，求出故障線路的臨界切除時(shí)間T11。
[0021]3、性能評價(jià)
[0022]通過對比η種直流接入模式下，負(fù)荷等效母線的臨界故障切除時(shí)間T1I的相對大小，可以對直流接入模式對受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的影響作出評價(jià)。
[0023]直流接入模式對受端交流電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響的評價(jià)方法的基本流程如圖2所示。
[0024]如果是研究η種直流接入模式對受端電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響，需要依次計(jì)算每種直流接入方式下，等效負(fù)荷母線的臨界故障切除時(shí)間Th