[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于WARD等值的交直流系統(tǒng)等值方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711009021.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107681682B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭賢珊;賴(lài)清平;馬為民;薛英林;吳方劼;石巖;楊一鳴;張濤;胡志堅(jiān);羅福玲;付穎;杜曉磊;郝致遠(yuǎn);李達(dá);季一鳴;程煒;趙崢;常云輝;勇智;韓旭杉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;武漢大學(xué);國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/36
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

1.一種基于WARD等值的交直流系統(tǒng)等值方法，用于準(zhǔn)確模擬含有分層接入的交直流大電網(wǎng)在不對(duì)稱(chēng)故障期間的暫態(tài)特性、或者進(jìn)行分層接入直流工程的交流濾波器設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)等值，其特征在于包括以下步驟：

1)建立WARD等值模型中各基本元件模型，從各基本元件模型中獲取全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并確定數(shù)據(jù)格式是Matpower標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式還是BPA數(shù)據(jù)格式，如果為BPA數(shù)據(jù)格式，則將其轉(zhuǎn)換成Matpower標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行計(jì)算；

2)對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，獲取全網(wǎng)潮流解，將潮流結(jié)果定義在名為result的一個(gè)結(jié)構(gòu)體中，格式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體類(lèi)似；

3)將節(jié)點(diǎn)劃分為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)集合I、邊界節(jié)點(diǎn)集合B和外部節(jié)點(diǎn)集合E，每個(gè)集合內(nèi)元素按照節(jié)點(diǎn)編號(hào)從小到大排列；

需具備兩種容錯(cuò)能力：首先確定集合I、B和E之間沒(méi)有交集，并且集合I、B和E并集的個(gè)數(shù)等于總的節(jié)點(diǎn)數(shù)；其次檢測(cè)集合I中是否包含平衡節(jié)點(diǎn)，如果不包含，則將平衡節(jié)點(diǎn)作為邊界節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制保留，進(jìn)入下一步，若包含則直接進(jìn)入下一步；

4)調(diào)用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納子函數(shù)makeYbus形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，根據(jù)劃分的節(jié)點(diǎn)集合，形成等值計(jì)算的用的分塊節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

5)計(jì)算矩陣Y^EQ和邊界等值電容C得到等值后的邊界等效支路參數(shù)，由此計(jì)算邊界等效注入功率S^EQ＝P_i^EQ+jQ_i^EQ；其中，P_i^EQ表示節(jié)點(diǎn)i等值注入有功功率；Q_i^EQ表示節(jié)點(diǎn)i等值注入無(wú)功功率；

6)形成新的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體，并保存等值后系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定義為Rempc，將步驟5)添加至新結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體中；

節(jié)點(diǎn)定義的原則是按照內(nèi)部節(jié)點(diǎn)集合和邊界節(jié)點(diǎn)集合順序排列，保留系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)和支路數(shù)據(jù)，新的發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)和支路數(shù)據(jù)需要根據(jù)重新排列的節(jié)點(diǎn)編號(hào)做出相應(yīng)的改變；然后，將增加的等值虛擬支路和邊界電容數(shù)據(jù)分別添加到新數(shù)據(jù)的支路和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中；

7)對(duì)等值后系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，對(duì)比等值前后保留支路和節(jié)點(diǎn)的潮流結(jié)果，有選擇地將潮流結(jié)果輸出；

采用等效支路法和等效電源法將直流線(xiàn)路進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化成交流系統(tǒng)等值能夠處理的模型，然后再進(jìn)行等值計(jì)算：

(1)等效支路法

將直流線(xiàn)路等效成π型線(xiàn)路，π型線(xiàn)路的參數(shù)如下：

式中，g和b是等效支路的串聯(lián)電導(dǎo)和電納；b₁和b₂是等效支路左右兩邊的對(duì)地并聯(lián)電納；V₁和θ₁代表整流側(cè)變壓器的交流節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，V₂和θ₂代表逆變側(cè)變壓器交流節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，P₁和Q₁分別表示整流側(cè)交流系統(tǒng)向直流系統(tǒng)傳輸?shù)挠泄β屎蜔o(wú)功功率，P₂和Q₂分別表示逆變側(cè)交流系統(tǒng)向直流系統(tǒng)傳輸?shù)挠泄β屎蜔o(wú)功功率；θ₁₂＝θ₁-θ₂；

由于存在b₁≠b₂，使得等效后的π型線(xiàn)路是非對(duì)稱(chēng)的，需要將其轉(zhuǎn)化成對(duì)稱(chēng)π型線(xiàn)路才能參與計(jì)算，處理方法與處理非對(duì)稱(chēng)線(xiàn)路方法相同，將等值支路轉(zhuǎn)化成一個(gè)對(duì)稱(chēng)的π型線(xiàn)路和一個(gè)并聯(lián)在線(xiàn)路一端的電抗或電感；通過(guò)這樣的處理方式將系統(tǒng)內(nèi)所有直流線(xiàn)路處理成交流線(xiàn)路，因此一個(gè)交直流混合系統(tǒng)就變?yōu)橐粋€(gè)純交流的系統(tǒng)，然后應(yīng)用交流系統(tǒng)的等值方法進(jìn)行計(jì)算；

(2)等效電源法

根據(jù)潮流計(jì)算的結(jié)果，將直流部分傳輸?shù)墓β实刃С山釉趦蓚?cè)交流節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)，前提是假定直流輸送的功率不變。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于WARD等值的交直流系統(tǒng)等值方法，其特征在于：所述步驟1)中，基本元件模型包括線(xiàn)路模型、發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型、并聯(lián)元件模型、非對(duì)稱(chēng)線(xiàn)路模型、變壓器支路和邊界電容。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于WARD等值的交直流系統(tǒng)等值方法，其特征在于：所述步驟2)中，對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算包括節(jié)點(diǎn)功率方程、換流器基本方程、直流網(wǎng)絡(luò)方程以及控制方程。