[發明專利]交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估方法及系統

有效

• 申請號: 202110600920.7
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113258576B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 贠志皓;馬開剛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提供了一種交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估方法及系統，所述方案基于系統動態等值阻抗的思想提出一種基于節點穩態響應特性的戴維南等值參數計算方法，在獲取潮流斷面數據后，利用交直流系統潮流修正方程求取指定負荷增長方向和指定直流系統的控制方式下的節點動態等值阻抗，作為PQ節點戴維南等值阻抗；述方法不僅可以考慮直流運行特性，還能計及負荷增長方向的影響；在得到等值參數以后，利用PQ節點的靜態電壓穩定裕度指標，對交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估。所述方法計算準確快速，可以實現交直流互聯電網PQ節點的在線靜態電壓穩定評估。

技術領域

本公開屬于電力系統相關技術領域，尤其涉及一種交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

快速準確實時評估交直流互聯大電網的靜態電壓穩定性可以有效提高在線電壓穩定評估和預防控制的能力。基于量測辨識的戴維南等值參數方法，因為其結構簡單、計算速度快等優點適合應用于大電網靜態電壓穩定評估與預防控制，因此選用戴維南參數辨識方法進行靜態電壓穩定評估。

發明人發現，快速獲取研究節點的精確戴維南等值參數是靜態電壓穩定分析的關鍵，但現有的戴維南等值參數計算方法只能應用于交流系統，對于交直流互聯電網，目前尚未有可以考慮直流特性的等值參數辨識方法；同時，PQ節點的穩態響應特性受到其他節點電流的影響，當存在多條直流線路時，還包括直流線路注入交直流互聯節點(連接交流系統和直流系統的交流節點)的電流。為使節點戴維南等值電路的特性接近原系統的端口穩態響應特性，現有方法主要采用將穩態響應特性關系式簡化為線性表達式的思路：部分研究人員將當前狀態斷面下節點端口向系統側觀測的網絡中非線性元件線性化，得到節點端口的穩態響應表達式，但得到的戴維南參數是無法考慮到負荷的增長方向以及直流系統的控制方式；還有一些研究人員在系統各個節點功率按當前斷面的比例變化的假設下將穩態響應特性關系式中的耦合項處理為恒定阻抗，推導出節點端口的穩態響應表達式，從而得到節點的等值參數，但實際運行中各個節點的功率不可能嚴格按原比例波動。因此，通過以上方法求解出的戴維南等值參數對應的特性與端口實際穩態響應特性有一定的偏差，且無法考慮直流線路帶來的非線性特性影響。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提供了一種交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估方法及系統，所述方案通過一種基于節點穩態響應特性的戴維南等值參數計算方法，不僅考慮了直流運行特性，同時計及負荷增長方向的影響；在得到等值參數以后，利用PQ節點的靜態電壓穩定裕度指標，對交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估；所提方法計算準確快速，可以實現交直流互聯電網PQ節點的在線靜態電壓穩定評估。

根據本公開實施例的第一個方面，提供了一種交直流互聯電網PQ節點靜態電壓穩定性評估方法，包括：

獲取潮流斷面數據后，利用交直流系統潮流修正方程求取指定負荷增長方向和指定直流系統的控制方式下的節點動態等值阻抗，作為PQ節點戴維南等值阻抗，并基于所述PQ節點戴維南等值阻抗獲得PQ節點戴維南等值電勢；

利用獲得的PQ節點的戴維南等值參數，將交直流系統簡化為等值參數對應的兩節點系統；

根據兩節點系統電壓方程有解約束條件，獲得PQ節點有功功率極限，進而得到節點的靜態電壓穩定裕度；

根據所述靜態電壓穩定裕度的大小，實現交直流互聯電網PQ節點靜態電壓的穩定性評估。

進一步的，所述求取指定負荷增長方向和指定直流系統的控制方式下的節點動態等值阻抗，具體包括指定負荷增長方向以及直流運行方式，計算在相同的負荷增長參數變化量下電壓向量和電流向量的變化量比值。

進一步的，所述獲得PQ節點有功功率極限，進而得到節點的靜態電壓穩定裕度，具體采用如下公式：