[發(fā)明專(zhuān)利]一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010735487.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112086983B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔挺;咼虎;左劍;王玎;胡臻;孫杰懿;柳永妍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/36
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/36;H02J3/46
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

本發(fā)明公開(kāi)了一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化方法，包括：建立一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化模型，基于特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行電壓與換流變壓器抽頭、觸發(fā)角以及直流電流等變量的數(shù)學(xué)關(guān)系，利用搜索法求取直流輸電系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行電壓。本發(fā)明提出一種以減少換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和為保持直流受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定而預(yù)留的發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量為核心的特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行電壓優(yōu)化方法，有效減少了直流系統(tǒng)換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)，同時(shí)提高了直流受端電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定水平，提升了負(fù)荷高峰時(shí)段受端電網(wǎng)的供電能力，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著特高壓直流輸電系統(tǒng)輸送能力的不斷提高，直流系統(tǒng)參與受端電網(wǎng)的調(diào)峰日益頻繁。在日負(fù)荷高峰和低谷期間，直流輸送功率的變化不斷增大，導(dǎo)致?lián)Q流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和損耗增加，設(shè)備的使用壽命降低。同時(shí)，特高壓直流輸電系統(tǒng)的輸電功率大幅增加，導(dǎo)致直流受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐不足問(wèn)題日益嚴(yán)峻。為保持受端電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定，受端發(fā)電機(jī)組需預(yù)留一定的旋轉(zhuǎn)備用容量。為此，如何以有效經(jīng)濟(jì)的方式減少換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和提升受端電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性具有重要實(shí)際意義。

目前國(guó)內(nèi)外，對(duì)特高壓直流參與調(diào)峰導(dǎo)致?lián)Q流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和損耗大幅增加的問(wèn)題還未展開(kāi)深入研究。在提升受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性方面，主要措施是增加動(dòng)態(tài)無(wú)功設(shè)備，比如同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器等。然而在現(xiàn)有技術(shù)中，還未存在采取經(jīng)濟(jì)有效的方式減少換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和提升受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的相關(guān)技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化方法，該方法經(jīng)濟(jì)有效的通過(guò)優(yōu)化特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓，在減少換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)的同時(shí)降低直流受端系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功需求，從而提高換流變壓器使用壽命和提升受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平，降低發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用容量，提升負(fù)荷高峰期間受端電網(wǎng)的供電能力。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟S1：以減少換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和為保持直流受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定而預(yù)留的發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量為目標(biāo)，以換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)、直流換流器觸發(fā)角、直流運(yùn)行電壓、發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量以及受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定為約束條件，建立一種特高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓優(yōu)化模型；

步驟S2：建立特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行電壓與換流變壓器抽頭、觸發(fā)角以及直流電流的數(shù)學(xué)關(guān)系，并結(jié)合步驟S1所述換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)、直流換流器觸發(fā)角、直流運(yùn)行電壓的約束條件，確定特高壓直流輸電系統(tǒng)電壓的運(yùn)行范圍；

步驟S3：基于步驟S2所述特高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓運(yùn)行范圍，以及步驟S1中的發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量、受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的約束條件，利用搜索法求取直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行電壓的最優(yōu)值。

進(jìn)一步的，步驟S1具體包括：

步驟S1.1：以換流變壓器抽頭動(dòng)作次數(shù)和為保持直流受端電網(wǎng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定而預(yù)留的發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)備用容量最小，建立特高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行電壓優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)：

minλ₁(K_s-K_smax)²+λ₂(P_r-P_rmax)² (1)