[發(fā)明專利]一種交直流電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811214944.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109347109B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳謙;唐權(quán);王云玲;胥威汀;葉希;沈力;茍競(jìng);劉瑩;鄧盈盈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)四川省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 陳蔣玲

本發(fā)明公開了一種交直流電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法，包括以下步驟：進(jìn)行VSC元件模型建立；設(shè)定交直流規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，并列出所有可能出現(xiàn)的規(guī)劃情況；根據(jù)交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)所有出現(xiàn)的規(guī)劃情況進(jìn)行直流松弛和下垂母線功率估計(jì)；進(jìn)行交直流交替迭代計(jì)算，將換流器假定為預(yù)測(cè)的恒定注入功率，在計(jì)算直流電網(wǎng)潮流時(shí)將交流電網(wǎng)視為恒定的注入功率，最后通過交流電網(wǎng)潮流計(jì)算和直流電網(wǎng)潮流計(jì)算的換流器數(shù)據(jù)結(jié)果判斷交直流電網(wǎng)潮流計(jì)算是否正確；對(duì)所有可能出現(xiàn)的規(guī)劃分別求出各方案目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值，并選出合適規(guī)劃方案。本發(fā)明能夠更加精準(zhǔn)地計(jì)算發(fā)電成本等數(shù)值，使得規(guī)劃結(jié)果具有更高的可信度和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交直流電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著化石能源的日益匱乏，大力發(fā)展可再生能源的規(guī)模化使用成為了電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。但可再生能源在電能生產(chǎn)上具有隨機(jī)性波動(dòng)性的特征，且隨著其接入電網(wǎng)的比例增大而影響更強(qiáng)。同時(shí)，傳統(tǒng)交流網(wǎng)絡(luò)由于控制響應(yīng)速度慢、調(diào)節(jié)精度低，導(dǎo)致頻率偏移與電壓波動(dòng)頻繁的問題時(shí)有發(fā)生，很難實(shí)現(xiàn)能源的高質(zhì)量傳輸。而相比于交流輸電，直流輸電的電壓等級(jí)更高且不輸送無功功率，更適合可再生能源接入下的電能輸送。我國目前已經(jīng)建設(shè)了大量的交流電網(wǎng)，其具有輸電覆蓋面大、網(wǎng)絡(luò)損耗小的特點(diǎn)，能完成近距離大功率的功率傳輸。通過交流電網(wǎng)和直流電網(wǎng)的互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的更有效輸送，故而很有必要對(duì)交直流電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃。

現(xiàn)有的關(guān)于潮流計(jì)算方面的研究大多集中在單一直流或單一交流方面，在交直流混聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方面的研究雖已有大量研究，但相較于前兩者仍處在起步階段。針對(duì)VSC-HVDC元件，目前國內(nèi)外的研究多集中在VSC設(shè)備本身的數(shù)學(xué)建模、控制策略和保護(hù)方法等方面，很少涉及含VSC-HVDC的交直流電網(wǎng)潮流計(jì)算及其規(guī)劃過程。在實(shí)際運(yùn)行中，VSC元件的控制策略也應(yīng)被考慮，但在目前的研究過程中，該區(qū)域仍舊處于空白。傳統(tǒng)的潮流計(jì)算方式由于并未考慮VSC元件的控制策略，在以其為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)會(huì)使得最終規(guī)劃方案出現(xiàn)偏差，無法很好地承擔(dān)規(guī)劃任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能有效指導(dǎo)含VSC元件的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展規(guī)劃問題，本發(fā)明提供一種計(jì)及VSC 控制策略的交直流電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法，提出了考慮VSC元件控制策略的潮流計(jì)算方法，并以此為基礎(chǔ)，提出一種新型潮流規(guī)劃模型。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種交直流電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法，包括以下步驟：

進(jìn)行VSC元件模型建立；

設(shè)定交直流規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，并列出所有可能出現(xiàn)的規(guī)劃情況；

根據(jù)交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)所有出現(xiàn)的規(guī)劃情況進(jìn)行直流松弛和下垂母線功率估計(jì)；

進(jìn)行交直流交替迭代計(jì)算，將換流器假定為預(yù)測(cè)的恒定注入功率，在計(jì)算直流電網(wǎng)潮流時(shí)將交流電網(wǎng)視為恒定的注入功率，最后通過交流電網(wǎng)潮流計(jì)算和直流電網(wǎng)潮流計(jì)算的換流器數(shù)據(jù)結(jié)果判斷交直流電網(wǎng)潮流計(jì)算是否正確；

分別求出各方案目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值，并選出合適規(guī)劃方案。

VSC元件模型的建立具體為：包括可控電壓源U_c、復(fù)阻抗Z_c以及電容B_f。其中電容B_f代表低通濾波器，變壓器將濾波器母線連接到交流電網(wǎng)，等效為復(fù)阻抗Z_tf。在實(shí)際計(jì)算中,針對(duì)不同情況，變壓器阻抗Z_tf和電感器電納B_f可以選擇性省略，從而簡化模型。

規(guī)劃方法中，設(shè)置約束條件具體為：

(1)、對(duì)發(fā)電機(jī)的發(fā)電約束：