[發(fā)明專利]一種直流系統(tǒng)對交流故障換相失敗整體免疫能力評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810393796.X
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108521138B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 林濤;楊明臻;郭紫昱;張彥琪;陳寶平;盛逸標;李渝;郭小龍;張鋒;王衡
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學;國網(wǎng)新疆電力有限公司;國網(wǎng)湖北省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本方法提出一種直流系統(tǒng)對交流故障換相失敗整體免疫能力評價方法，涉及直流系統(tǒng)抵御交流故障導致的換相失敗整體免疫能力評價方法，屬于交直流電網(wǎng)規(guī)劃領域。本方法創(chuàng)造性地將傳統(tǒng)方法中考慮換流母線處故障換相失敗免疫能力推廣至針對各交流節(jié)點故障的換相失敗免疫能力，并通過對各交流節(jié)點臨界阻抗的計算獲取各交流節(jié)點免疫指標；本方法綜合各交流節(jié)點免疫指標的均值以及均衡程度定義整體免疫指標，進而通過PAM聚類算法以及定義的整體免疫指標對電網(wǎng)整體免疫水平進行分析評價，為電網(wǎng)規(guī)劃的評價和優(yōu)化提供依據(jù)。本方法所提整體免疫能力評價方法對電網(wǎng)規(guī)劃具有重大理論意義。

技術領域

本申請涉及直流系統(tǒng)抵御交流故障導致的換相失敗整體免疫能力評價方法，屬于交直流電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度運行領域。

背景技術

高壓直流輸電是電力系統(tǒng)遠距離、跨區(qū)域傳輸電能的重要手段，對于解決我國能源分布不均，負荷中心與能源中心間距離較遠等問題具有良好的經(jīng)濟優(yōu)勢，是國家大力發(fā)展的輸電方式。交直流混合系統(tǒng)中，交流系統(tǒng)發(fā)生故障可能導致直流系統(tǒng)換流母線電壓下降，造成直流換相失敗，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。對直流系統(tǒng)抵御交流故障導致的換相失敗免疫能力進行研究與評價十分重要。

傳統(tǒng)的免疫能力研究方法僅研究直流系統(tǒng)換流母線上換相失敗免疫水平，交流系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復雜，對換流母線的免疫指標分析不能反映直流系統(tǒng)對交流系統(tǒng)故障整體免疫水平，且最終結(jié)果難以較為直觀地為大規(guī)模交直流系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和安全穩(wěn)定運行提供參考依據(jù)。

本發(fā)明定義基于直流系統(tǒng)對各交流節(jié)點的換相失敗免疫指標，通過計算各交流節(jié)點臨界阻抗表達式，獲取各交流節(jié)點免疫能力；通過PAM聚類算法自動辨識免疫能力薄弱的節(jié)點；綜合考慮各聚類免疫能力均值與均衡程度以后構(gòu)建免疫能力整體評估指標；為電網(wǎng)規(guī)劃和安全穩(wěn)定運行提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

一種直流系統(tǒng)對交流系統(tǒng)故障換相失敗免疫能力指標評價方法，其特征在于：

本發(fā)明定義了直流系統(tǒng)對各交流節(jié)點故障換相失敗的免疫指標(簡稱“免疫指標”)；對各交流節(jié)點免疫指標采用PAM聚類算法對各交流節(jié)點免疫指標進行聚類，自動辨識電網(wǎng)薄弱節(jié)點；基于交流電網(wǎng)各節(jié)點的聚類評估結(jié)果的均值和均衡程度采用加權(quán)形式定義免疫能力整體評估指標，通過采用AHP-熵權(quán)法獲得均值和均衡程度的權(quán)重，對直流系統(tǒng)抵御交流故障的免疫能力進行綜合評估。

本方法所提免疫能力評價方法可直觀、有效地為電網(wǎng)規(guī)劃和安全穩(wěn)定運行提供依據(jù)。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種直流系統(tǒng)對交流系統(tǒng)故障換相失敗免疫能力整體評價方法，其特征在于，基于定義：任意交流節(jié)點的免疫指標，系統(tǒng)任意交流節(jié)點j，換相失敗免疫指標：

式(1)中，U_ac表示換流節(jié)點的交流額定電壓，P_dci表示直流額定功率；Z_jmax表示任意交流節(jié)點j處發(fā)生三相接地故障時，引起換相失敗的最大接地阻抗；免疫能力指標值越大代表直流系統(tǒng)越容易因為交流故障而發(fā)生換相失敗，免疫能力越低，具體包括：

步驟1，計算各交流節(jié)點臨界阻抗；式(1)中交流額定電壓和直流額定功率值通常為定值，故指標值的計算只需要獲取各交流節(jié)點臨界阻抗值；

根據(jù)直流準穩(wěn)態(tài)模型，有

式2中，β表示逆變站超前觸發(fā)角，T表示換流變變比，I_d表示直流電流，X_b表示換流變漏抗；U_L表示換流母線線電壓；由于定電流控制器的存在，當逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生故障時，β和I_d保持不變，γ大小由線電壓決定；