[發明專利]用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法

在審

• 申請號: 202210345661.2
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114614487A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 牛濤;薛霖;李博;李凡;田林軒;武文國
• 申請（專利權）人: 重慶大學;國家電網有限公司;國網重慶市電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16;H02J3/38;H02J3/06;G06F30/20;G06F17/18;G06F111/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：分析高壓直流輸電系統換流器的無功電壓特性，建立對應的換流器模型；

S2：基于換流器模型建立對應的最優潮流問題；然后求解對應的最優潮流問題，得到高壓直流輸電系統換流站的等效無功電壓控制特性；

S3：分析換流站的等效無功電壓控制特性并對其進行分段線性化表達，得到對應的無功電壓特性近似表達式；

S4：通過對應的無功電壓特性近似表達式替換最優潮流問題，結合設置的變量上下限約束建立對應的電壓安全域優化問題；然后求解對應的電壓安全域優化問題，得到對應的電壓安全域。

2.如權利要求1所述的用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于，還包括：

S5：當電壓安全域小于設置的最小電壓安全域寬度閾值時，基于最小電壓安全域寬度閾值計算對應的最小動態無功儲備，用以修正電壓安全域。

3.如權利要求1所述的用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于：步驟S1中，換流器模型包括線路換向換流器模型和電壓源換向換流器模型；

通過如下公式表示線路換向換流器模型：

式中：U表示電壓；I表示電流；T表示抽頭比；X表示線路換向換流器的阻抗；P表示線路換向換流器的有功功率；Q表示線路換向換流器的無功功率；α表示觸發角；表示工作角度；上標DC和AC分別表示直流和交流的相關變量；下標LCC表示線路換向換流器的相關參數；

通過如下公式表示電壓源換向換流器模型：

式中：P表示線路換向換流器的有功功率；Q表示線路換向換流器的無功功率；U表示電壓；M表示PWM的占空比；X表示線路換向換流器的阻抗；δ表示發電機功角，取值范圍為[0,2π]；上標DC和AC分別表示直流和交流的相關變量；下標VSC表示電壓源換向換流器的相關參數。

4.如權利要求3所述的用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于：在線路換向換流器模型中：

式中：x表示設置的虛擬變量，取1或0；α_min表示觸發角的最小值；α_max表示觸發角的最大值；γ表示熄弧角，γ_min表示熄弧角的最小值，γ_max表示熄弧角的最大值；

在電壓源換向換流器模型中：

M_min≤M≤M_max；

式中：M_min表示占空比的最小值；M_max表示占空比的最大值；表示電壓源換向換流器視在功率的最大值；表示電壓源換向換流器交流電壓的最小值；表示電壓源換向換流器交流電壓的最大值。

5.如權利要求1所述的用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于：步驟S2中，通過如下公式表示最優潮流問題，并通過步進搜索算法求解得到對應的等效無功電壓控制特性；

式中：Q_EX表示外部交換功率的下限；表示外部交換功率的上限；表示線路換向換流器交流母線的電壓下限；表示線路換向換流器交流母線的電壓上限；表示電壓源換向換流器交流母線的下限；表示電壓源換向換流器交流母線的上限；表示外部交流母線的電壓值；表示外部換流母線的電壓值；Q_EX表示外部交換功率；表示線路換向換流器交流母線電壓；表示電壓源換向換流器交流母線電壓；表示外部交流母線的電壓值。

6.如權利要求5所述的用于高壓直流輸電系統的電壓安全域評估方法，其特征在于：步驟S3中，通過自適應線性化邊界回歸方法分析換流站的等效無功電壓控制特性，進而實現分段線性化表達；

自適應線性化邊界回歸方法包括：首先將等效無功電壓控制特性的曲線按照設置的步長分成若干段，并計算每一段的斜率；然后再將多段組合成一段后重新計算斜率，如果斜率的變化小于設置的閾值，則曲線的一段即可以被可以視作線性化的段。