[發(fā)明專利]調(diào)相機(jī)與分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站的協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910067477.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109842123B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫靜山;顏偉;田其生;錢威;饒渝澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/36
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發(fā)明公開了調(diào)相機(jī)與分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站的協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化方法，主要步驟為：1)建立分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化模型M。2)計(jì)算分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化模型M，從而對(duì)分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明采用基于非線性內(nèi)點(diǎn)法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的混合求解算法，包括以非線性內(nèi)點(diǎn)法為基礎(chǔ)的全局優(yōu)化、以動(dòng)態(tài)規(guī)劃法為基礎(chǔ)的離散控制變量?jī)?yōu)化和以非線性內(nèi)點(diǎn)法為基礎(chǔ)的連續(xù)控制變量?jī)?yōu)化3個(gè)子問題，本發(fā)明具有求解效率高、計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換流站優(yōu)化領(lǐng)域，具體是調(diào)相機(jī)與分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站的協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著我國特高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，多回直流集中饋入受端負(fù)荷中心成為制約我國電網(wǎng)發(fā)展的重要問題，常規(guī)直流接入方式給交流系統(tǒng)潮流疏散、直流系統(tǒng)換流母線電壓支撐帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，我國專家學(xué)者率先提出特高壓直流分層接入交流電網(wǎng)這一新方式，以從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上解決直流饋入帶來的問題。分層接入方式的直流換流站系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，除了交直流系統(tǒng)之間，高低端換流器以及兩層不同電壓等級(jí)交流系統(tǒng)均存在電氣耦合關(guān)系，大大增加了系統(tǒng)無功電壓特性的復(fù)雜程度，然而針對(duì)這一全新的接入方式，現(xiàn)有研究尚在起步階段。另一方面，為解決特高壓直流工程接入給交流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定帶來問題而規(guī)劃建設(shè)的大容量新型調(diào)相機(jī)，與直流系統(tǒng)缺乏有效的協(xié)調(diào)控制方案，其無功補(bǔ)償作用發(fā)揮不夠充分；同時(shí)，受系統(tǒng)濾波的限制，交流濾波器組的投切必須要滿足其絕對(duì)最小濾波要求，這就可能會(huì)造成補(bǔ)償無功過剩，特別是當(dāng)直流傳輸功率水平較低時(shí)，換流站可能會(huì)向交流系統(tǒng)注入大量無功功率，加劇了交流系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化方法在實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的協(xié)調(diào)配合，以達(dá)到系統(tǒng)網(wǎng)損最小或離散設(shè)備開關(guān)日動(dòng)作次數(shù)最少的目的具有重要意義，然而尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于考慮調(diào)相機(jī)協(xié)調(diào)作用的直流換流站動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化研究的報(bào)道。現(xiàn)有研究主要集中于交直流混聯(lián)系統(tǒng)無功優(yōu)化的研究方面，以整個(gè)輸、配電網(wǎng)為對(duì)象，不適用于單一換流站和調(diào)相機(jī)局部的優(yōu)化需求；同時(shí)，上述研究均沒有考慮系統(tǒng)的濾波要求，優(yōu)化結(jié)果可能不滿足交流濾波器的投切要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，調(diào)相機(jī)與分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站的協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化方法，主要包括以下步驟：

1)建立分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化模型M。

建立分層結(jié)構(gòu)特高壓直流受端換流站動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化模型的主要步驟如下：

1.1)設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)min f，即：

式中，k＝1、2分別表示換流站交流電壓等級(jí)500kV和1000kV側(cè)。分別表示換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t換流變壓器分接頭檔位數(shù)、投入交流濾波器組數(shù)和投入高壓并聯(lián)電容器組數(shù)。分別表示換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t調(diào)相機(jī)無功出力和無功出力的理想值。分別表示換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t換流母線電壓幅值和換流母線電壓幅值控制目標(biāo)。分別表示換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t系統(tǒng)無功交換及其控制目標(biāo)。a₁為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t直流系統(tǒng)換流變壓器分接頭檔位動(dòng)作次數(shù)目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。a₂為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t交流濾波器組開關(guān)動(dòng)作次數(shù)目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。a₃為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t高壓并聯(lián)電容器組開關(guān)動(dòng)作次數(shù)目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。a₄為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t調(diào)相機(jī)無功出力與其理想值偏差目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。a₅為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t換流母線電壓幅值與其理想控制值偏差的權(quán)重系數(shù)。a₆為換流站交流電壓等級(jí)k側(cè)時(shí)段t系統(tǒng)無功交換與其理想值偏差的權(quán)重系數(shù)。需要指出的是，為了統(tǒng)一表示換流站交流電壓等級(jí)500kV側(cè)和1000kV側(cè)目標(biāo)及其約束條件，假設(shè)兩個(gè)電壓等級(jí)換流母線均接入調(diào)相機(jī)，但實(shí)際工程中，調(diào)相機(jī)只接入500kV換流母線。n＝96。