[發明專利]一種基于多目標優化的受端電網接納直流能力評估方法

有效

• 申請號: 202010882430.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112054515B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 彭曉濤;李華取;覃琴;張健;韓家輝;張立波;郭強;張弛;李楠;姚良忠
• 申請（專利權）人: 武漢大學;中國電力科學研究院有限公司;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J5/00;H02J3/36;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明涉及一種基于多目標優化的受端電網接納直流能力評估方法，本發明首先進行直流落點的初步篩選，縮減場景數；接著采用廣義等效短路比(GESCR)指標、暫態電壓支撐強度(TVSI)指標以及網損指標作為直流落點和機組出力的優化目標，以及考慮多約束條件建立直流饋入受端電網的多目標優化模型；然后通過直流饋入規模的等步長遞增并重復進行直流落點和機組優化，直至不滿足安全運行約束條件停止；最后對計算分析結果逆序進行N?1安全穩定校驗，最先通過校驗結果作為受端電網的最大直流承載規模。本發明提出的計算分析方法邏輯清晰、考慮因素全面、易于工程實現、可有效得出受端電網的最大直流接納能力。

技術領域

本發明涉及一種受端電網接納直流能力計算方法，尤其是涉及考慮直流落點和機組出力分配對受端電網承載直流能力影響，基于多目標優化方法和構建多約束條件，建立受端電網最大接納直流能力分析檢測方法。

背景技術

高壓直流輸電在大容量、遠距離輸電方面具有獨特優勢，以及在我國能源優化配置中起著關鍵作用。對于受端電網而言，多直流的同時饋入易引發電壓崩潰、頻率失穩、換向失敗等一系列安全穩定問題，特別是隨著饋入直流規模的不斷增大，受端電網面臨的安全穩定問題日益突出，因此研究建立科學有效的受端電網最大直流接納能力分析方法，得出受端電網最大直流承載規模，對交直流混聯電網的規劃調度具有重要參考意義。

目前研究關于受端電網接納直流能力的評估方法主要為基于多饋入短路比(MSCR)指標，通過不斷增大直流饋入規模，直至MSCR指標等于臨界值，并進行一些安全穩定校驗，能夠通過各項安全約束的承載規模即為受端電網的最大直流接納能力。由此可見，現有研究主要利用MSCR指標量化評估受端電網直流接納能力，并進行一些安全穩定的輔助驗證，但由于多饋入短路比的臨界值依賴于工程經驗，實際應用中不能較準確的量化受端電網的電壓穩定裕度，得出的受端電網直流接納能力可能有偏差，同時現有研究也沒有形成完善的基于多目標優化的受端電網接納直流能力評估方法體系。此外，現有研究在評估受端電網的直流接納能力時，沒有考慮和涉及發電機組出力的優化分配對直流承載規模的影響。

本發明從直流落點和機組出力優化兩個層面，通過循環迭代方式和考慮多約束條件建立評估受端電網最大直流承載規模的指標體系和計算方法。首先進行直流落點的初步篩選，縮減場景數。接著采用廣義等效短路比(GESCR)指標、暫態電壓支撐強度(TVSI)指標以及網損指標建立直流落點和機組出力為優化目標，以及考慮多約束條件建立直流饋入受端電網的多目標優化模型。通過直流饋入規模的循環遞增，重復進行落點和機組出力優化，直至不滿足所建立的安全運行約束條件停止，并對計算分析結果逆序進行N-1安全穩定校驗，最先通過校驗結果作為受端電網的最大直流接納能力。最后利用IEEE 39節點系統作為多直流饋入的受端電網，計算分析得出了受端的最大直流接納能力，驗證了所建立受端電網最大直流接納能力分析方法的可行性和有效性。

發明內容

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種基于多目標優化的受端電網接納直流能力評估方法，其特征在于，所提出方法包括以下步驟：

步驟1、基于確定的受端電網結構和直流饋入的典型運行方式，對受端電網所有可能的直流落點進行初步篩選得到備選落點集D；

步驟2、定義初始受端電網的直流饋入數目N_dc＝N₀，并設定每條直流輸電線路都以最大輸送功率P_dmax運行；

步驟3、利用所建立直流落點和機組出力組合優化模型，通過直流落點和機組出力優化確定最優落點和機組的有功、無功出力方案；

步驟4、在優化得出的最優運行方式下，判斷是否滿足各項安全運行約束條件，若滿足條件，進入步驟5，若不滿足條件，進入步驟7；