[發明專利]一種特高壓交直流混合輸電系統的無功優化方法

在審

• 申請號: 201811131750.7
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109193690A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 葉鵬;趙敘龍;何金松;安寧;崔成雙;顧盈之;趙思雯;姚天昊;牛瀟
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發明涉及一種特高壓交直流混合輸電系統的無功優化策略，屬于特高壓交直流電網運行、無功優化技術領域。其能有效起到直流系統故障后抑制暫態電壓升高的作用，從而實現在保證直流大規模外送條件下降低風機高壓脫網的數量。包括以下步驟：步驟1、獲取特高壓交直流輸電系統潮流計算所需穩態運行參數，包括系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓及相位角；步驟2、根據獲取的運行參數，計算特高壓交直流輸電系統初始潮流和目標函數初值；步驟3、確定系統穩態運行的目標函數和約束條件；步驟4、考慮暫態特性的目標函數和約束條件，確定無功優化策略發電機轉子約束條件；步驟5、采用粒子群算法對得出的優化數據尋求最優解。

技術領域

本發明涉及一種特高壓交直流混合輸電系統的無功優化策略，特別涉及一種考慮暫態特性的特高壓交直流混合輸電系統的無功優化策略，屬于特高壓交直流電網運行、無功優化技術領域。

背景技術

風電和光伏等新能源電力發展迅速，大規模開發和集中式送出是新能源發展的主要特征之一。隨著特高壓交直流混合輸電系統的出現及不斷投運，大規模新能源電力通過有效匯集遠距離輸送到負荷中心，既滿足了大規模新能源電力外送的需求，又實現了特高壓交直流系統的利用率。隨著風電裝機和并網容量的不斷增加，特高壓交直流混合輸電系統的安全穩定運行受到嚴重挑戰。

特高壓直流系統發生雙極閉鎖故障或換相失敗可能導致附近大規模風機高壓脫網。特高壓直流系統和風電的穩定運行需要系統提供一點的短路容量，同時在故障后系統恢復穩定運行也需要系統提供必要的電壓支撐。系統中火電機組，包括直流配套電源及主網機組，可以提供系統穩定運行所需要的短路容量和電壓支撐。如何結合特高壓交直流風火混送系統中新能源機組風電、火電和直流系統的相互作用機理，充分調動火電機組的動態無功調節能力，進行風電、火電和直流系統的協調控制，是解決電網運行和控制問題切實可行的技術手段，對大電網的運行具有積極而重要的現實意義。

目前，特高壓交直流混合輸電系統無功/電壓支撐能力矛盾突出，已經成為電力系統安全、穩定、高效運行的一大難題。隨著風電、光伏等大規模新能源電力的投運，電網電壓突變耐受能力減弱，容易引發大規模新能源電力連鎖脫網，對系統的穩定造成更大的沖擊。大量風電機組不具備低電壓/高電壓穿越能力，風電場動態無功能力不足、無功補償設備快速自動調整能力弱及控制方式不合理等因素進一步助增了故障后暫態電壓的升高。考慮特高壓交直流混合輸電系統的無功電壓支撐能力和風電、火電和直流協調控制策略是電網運行急需解決的關鍵問題。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種特高壓交直流混合輸電系統的無功優化方法，其通過考慮特高壓交直流混合輸電系統故障后的暫態電壓支撐能力和風電、火電和直流系統協調控制，基于粒子群算法，構建特高壓交直流混合輸電系統運行方式優化模型，能有效起到直流系統故障后抑制暫態電壓升高的作用，從而實現在保證直流大規模外送條件下降低風機高壓脫網的數量。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，包括以下步驟：

步驟1、獲取特高壓交直流輸電系統潮流計算所需穩態運行參數，包括系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓及相位角；

步驟2、根據獲取的運行參數，計算特高壓交直流輸電系統初始潮流和目標函數初值；(特高壓交直流輸電系統是指交流電壓為500-1000kv，直流電壓為±800kv的輸電線路。)

步驟3、確定系統穩態運行的目標函數和約束條件；

步驟4、考慮暫態特性的目標函數和約束條件，確定無功優化策略發電機轉子約束條件；

步驟5、采用粒子群算法對得出的優化數據尋求最優解；

步驟6、得出優化結果。

作為本發明的一種優選方案，所述步驟2包括：