一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，包括：1，短路電流水平滿足設定條件的集合L1；2，篩選出開斷某母線所聯(lián)交流線路對已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小的母線集合L2；3：取L1和L2交集L；4，在集合L中選取任意i個母線饋入直流系統(tǒng)，并判斷最優(yōu)方案下各直流MISCR值是否小于最小限值，是，進入5，否則進入7；5，計算滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值且直流功率不超過最大功率限值的情況下，i個直流落點母線上能夠接受的直流系統(tǒng)最大功率值；6，i=i+1，判斷i超過元素總數(shù)時，執(zhí)行7，否則，執(zhí)行4；7，得到交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模。本發(fā)明提供的一種方法，計算方法簡單操作性強，能夠為規(guī)劃人員提供直接的指導性建議方案。
【專利說明】一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與設計領域，具體涉及一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法。
【背景技術】
[0002]交流電網(wǎng)的直流受端規(guī)模一直是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行領域面臨的重要問題，對于有多回直流密集饋入的受端電網(wǎng)，缺少有效、方便的交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模計算方法。在實際工作中，通常由規(guī)劃設計人員根據(jù)送受電需求并結合經(jīng)驗，首先以測試的方式確定出直流饋入數(shù)量和每條直流的輸電容量，在此基礎上，根據(jù)多饋入短路比MISCR的值制定有限數(shù)量的多直流落點方案，再進行經(jīng)過反復的安全穩(wěn)定計算分析，對不同多直流落點方案比較并確定出安全性角度的直流落點方案，通過反復調整直流落點和每條直流的輸電容量，最終統(tǒng)計出電網(wǎng)的直流受電規(guī)模。由于確定數(shù)量的直流輸電系統(tǒng)中本身存在很多的多回直流落點組合方案，且需要考慮不同直流系統(tǒng)的輸電規(guī)模的組合問題，同時在試算過程中需要不斷增加饋入直流系統(tǒng)數(shù)量，因此備選的計算方案呈指數(shù)級增加，工作量巨大；在實際操作中很難對所有可能方案進行計算評估比較，極大的影響了所得結論的可信度，給電網(wǎng)規(guī)劃帶來了巨大的挑戰(zhàn)，迫切需要提升構建多直流條件下交直流混聯(lián)大技術能力，解決交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模計算的實際問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，包括:
[0004]包括:
[0005]步驟I，計算所述交流受端電網(wǎng)中各母線的短路電流，得到短路電流水平滿足設定條件的母線集合L1 ；
[0006]步驟2，計算所述交流受端電網(wǎng)中原有直流系統(tǒng)的MISCR，計算交流網(wǎng)架開斷對MISCR的影響，篩選出開斷某母線所聯(lián)交流線路對已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小的母線作為備選母線集合L2;
[0007]步驟3 =L1和L2取交集，得到備選母線集合L ；
[0008]步驟4，在所述集合L中選取任意i個母線饋入直流系統(tǒng)，i初始為I，按最小制定直流功率Pmin作為饋入功率，基于多直流落點選擇方法得到最優(yōu)直流落點方案；并判斷所述最優(yōu)方案下各直流MISCR值是否小于最小限值，若滿足條件，則進入步驟5，若不滿足條件則結束循環(huán)進入步驟7 ；
[0009]步驟5，在所述最優(yōu)方案下所指定的直流落點上，按照給定直流功率步長，計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，選定新增i個直流落點母線上能夠接受的直流系統(tǒng)最大功率值；
[0010]步驟6，i=i+l，判斷i超過集合L中元素總數(shù)時，執(zhí)行步驟7，否則，執(zhí)行步驟4 ;[0011]步驟7，統(tǒng)計各個所述直流系統(tǒng)的直流功率最大值得到交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模，完成計算。
[0012]本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實施例中:所述步驟I中所述短路電流水平的所述設定條件為母線短路電流水平根據(jù)工程經(jīng)驗和設備制造設定，Imin < Isc < Imax，選Imin=5kA，Imax=63kA。
[0013]本發(fā)明提供的第二優(yōu)選實施例中:所述步驟2中對所述已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小為50%。
[0014]本發(fā)明提供的第三優(yōu)選實施例中:所述步驟4中選取所述初始的饋入功率Pmin為大于O的任意小值，確定所述最優(yōu)方案后各直流MISCR值是否小于最小限值，如式(I)所示:
[0015]M(j) ^ Mmin (I)
[0016]式中，M(J)為第j回直流的多饋入短路比大小；Mmin為直流系統(tǒng)MISCR的最小限值，取值2。
[0017]本發(fā)明提供的第四優(yōu)選實施例中:所述步驟5中計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，第i個直流系統(tǒng)的功率最大值可以為:
[0018]按照給定步長增加直流落點的直流功率，重新計算各直流系統(tǒng)的MISCR，判斷滿足式⑵的條件下的第i回直流的輸電功率的最大值；
[0019]Pd ⑴≤ Pmax (2)
[0020]M(j) ^ Mmin
[0021]式中，Pd(i)為第i回直流的輸電功率，Pmax為最大功率限值，按照現(xiàn)有直流輸電技術發(fā)展，Pmax < 10000MW,M(j)為第j回直流的多饋入短路比大小，Mmin為直流系統(tǒng)MISCR的
最小限值。
[0022]本發(fā)明提供的第五優(yōu)選實施例中:所述步驟7中得到所述各個直流落點的直流功率最大值對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計之前還包括:
[0023]對備選落點直流饋入功率進行安全穩(wěn)定計算，校核并適當調整直流功率饋入規(guī)模。
[0024]本發(fā)明提供的一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，相對于最接近的現(xiàn)有技術的有益效果包括:
[0025]本發(fā)明提供的一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，針對現(xiàn)有技術中交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模需要對不同多直流落點方案進行反復調整計算得到，從電網(wǎng)實際出發(fā)，基于母線的短路電流水平和直流系統(tǒng)的MISCR的值影響的敏感度選出母線集合，依次計算不同落點數(shù)目下的最優(yōu)落點方案，再計算該最優(yōu)落點方案下的新增直流系統(tǒng)的最大直流功率值作為該交流受端電網(wǎng)的直流受電規(guī)模，該計算方法簡單、實用、操作性強，思路清晰、操作簡單，能夠為規(guī)劃人員提供直接的指導性建議方案，避免了原有規(guī)劃設計過程中反復試算的過程，可為多直流落點條件下的交直流混聯(lián)電網(wǎng)規(guī)劃和運行提供有力的技術支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】[0026]如圖1所示為本發(fā)明提供的一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0028]本發(fā)明提供一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，其流程圖如圖1所示，由圖1可知，該方法包括:
[0029]步驟I，計算交流受端電網(wǎng)中各母線的短路電流，得到短路電流水平滿足設定條件的母線集合U。
[0030]步驟2，計算交流受端電網(wǎng)中原有直流系統(tǒng)的MISCR，計算交流網(wǎng)架開斷對MISCR的影響，篩選出開斷某母線所聯(lián)交流線路對已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小的母線作為備選母線集合L2。
[0031]步驟3 =L1和L2取交集，得到備選母線集合L。
[0032]步驟4，在集合L中選取任意i個母線饋入直流系統(tǒng)，i初始為I，按最小制定直流功率Pmin作為饋入功率，基于多直流落點選擇方法得到最優(yōu)直流落點方案；并判斷該最優(yōu)方案下各直流MISCR 值是否小于最小限值，若滿足條件，則進入步驟5，若不滿足條件則結束循環(huán)進入步驟7。
[0033]步驟5，在最優(yōu)方案下所指定的直流落點上，按照給定直流功率步長，計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，選定新增i個直流落點母線上能夠接受的直流系統(tǒng)最大功率值。
[0034]步驟6，i=i+l，判斷i超過集合L中元素總數(shù)時，執(zhí)行步驟7，否則，執(zhí)行步驟4。
[0035]步驟7，統(tǒng)計各個直流系統(tǒng)的直流功率最大值得到交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模，完成計算。
[0036]圖1中，i表示交流受端電網(wǎng)中新增的直流落點個數(shù)，j表示交流受端電網(wǎng)中包括直流系統(tǒng)以及新增直流系統(tǒng)的總和的序列號數(shù)，對應的，M(j) SMmin表示判斷包括直流系統(tǒng)以及新增直流系統(tǒng)的MISCR值是否小于最小限值，Pd(i) ( Pmax表示判斷新增的i個直流落點是否超過母線上能夠接受的直流系統(tǒng)最大功率值。
[0037]進一步的，步驟I中短路電流水平的設定條件為母線短路電流水平根據(jù)工程經(jīng)驗和設備制造設制，Imin < Isc < Imax，通常選 Imin=5kA，Imax=63kA。
[0038]步驟2中對已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小可以為50%。
[0039]步驟4中初始的饋入功率Pmin可以選取為大于O的任意小值，根據(jù)基于多饋入短路比的多直流落點選擇方法(名稱:一種基于多饋入短路比的多直流落點選擇方法，申請?zhí)?01210081310.1)選擇直流落點方案，確定該最優(yōu)方案后各直流MISCR值是否小于最小限值，如式⑴所示:
[0040]M(j) ^ Mmin (I)
[0041]式中，M(j)為第j回直流的多饋入短路比大??；Mmin為直流系統(tǒng)MISCR的最小限值，取值2n
[0042]步驟5中計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，第i個直流系統(tǒng)的功率最大值可以為:[0043]按照給定步長增加直流落點的直流功率，重新計算各直流系統(tǒng)的MISCR，判斷滿足式⑵的條件下的第i回直流的輸電功率的最大值。
[0044]Pd ⑴≤ Pmax
[0045]M(j) ≥Mmin (2)
[0046]式中，Pd (i)為第i回直流的輸電功率，Pmax為最大功率限值，按照現(xiàn)有直流輸電技術發(fā)展，Pmax < 10000MW, M(J)為第j回直流的多饋入短路比大小。
[0047]步驟7中得到各個直流落點的直流功率最大值對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計之前還可以包括:
[0048]對備選落點直流饋入功率進行安全穩(wěn)定計算，校核并適當調整直流功率饋入規(guī)模。
[0049]實施例一:
[0050]本發(fā)明以我國上海多直流饋入規(guī)劃系統(tǒng)為對象，驗證所提方法的有效性。2013年，已有4回直流饋入上海電網(wǎng)，直流受電規(guī)模達13600MW。下面以該電網(wǎng)為例，討論上海地區(qū)的直流最大受電規(guī)模。 [0051]首先，利用PSD-SCCPC (電網(wǎng)技術，第35卷第8期，2011年8月，負荷模型對電力系統(tǒng)短路電流計算的影響，劉楠、唐 曉駿、馬世英、吳麗華、胡玉生、姚淑玲、田華；電力系統(tǒng)自動化，第35卷第14期，2011年7月25日，姚淑玲、田華，基于BPA和PSASP程序的短路電流計算比對)計算電網(wǎng)短路電流水平。計算結果表明，上海地區(qū)500kV電壓等級母線短路電流從大至小依次為滬西、顧路、漕涇、徐行、泗涇、楓涇等母線。
[0052]其次，計算原有直流落點的多饋入短路比，并進一步計算各線路開斷對多饋入短路比的影響。結果如下:
[0053]表1交流線路開斷對MISCR影響計算結果
[0054]
【權利要求】
1.一種交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模的計算方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟I，計算所述交流受端電網(wǎng)中各母線的短路電流，得到短路電流水平滿足設定條件的母線集合L1 ； 步驟2，計算所述交流受端電網(wǎng)中原有直流系統(tǒng)的MISCR，計算交流網(wǎng)架開斷對MISCR的影響，篩選出開斷某母線所聯(lián)交流線路對已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小的母線作為備選母線集合L2; 步驟3 =L1和L2取交集，得到備選母線集合L ； 步驟4，在所述集合L中選取任意i個母線饋入直流系統(tǒng)，i初始為I，按最小制定直流功率Pmin作為饋入功率，基于多直流落點選擇方法得到最優(yōu)直流落點方案；并判斷所述最優(yōu)方案下各直流MISCR值是否小于最小限值，若滿足條件，則進入步驟5，若不滿足條件則結束循環(huán)進入步驟7 ; 步驟5，在所述最優(yōu)方案下所指定的直流落點上，按照給定直流功率步長，計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，選定新增i個直流落點母線上能夠接受的直流系統(tǒng)最大功率值； 步驟6，i=i+l，判斷i超過集合L中元素總數(shù)時，執(zhí)行步驟7，否則，執(zhí)行步驟4 ; 步驟7，統(tǒng)計各個所述直流系統(tǒng)的直流功率最大值得到交流受端電網(wǎng)直流受電規(guī)模，完成計算。
2.如權利要求1所 述的方法，其特征在于，所述步驟I中所述短路電流水平的所述設定條件為母線短路電流水平根據(jù)工程經(jīng)驗和設備制造設定，Imin < Isc < Imax，選Imin=5kA，Imax=63kA。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中對所述已有直流系統(tǒng)MISCR影響小于設定大小為50%。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中選取所述初始的饋入功率Pmin為大于O的任意小值，確定所述最優(yōu)方案后各直流MISCR值是否小于最小限值，如式(I)所示: M(j) ^Mmin (I) 式中，M(J)為第j回直流的多饋入短路比大小；Mmin為直流系統(tǒng)MISCR的最小限值，取值2。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5中計算得到滿足直流系統(tǒng)的MISCR值不小于最小限值以及直流功率不超過最大功率限值的情況下，i個直流系統(tǒng)的功率最大值可以為: 按照給定步長增加直流落點的直流功率，重新計算各直流系統(tǒng)的MISCR，判斷滿足式(2)的條件下的第i回直流的輸電功率的最大值； WPmax (2)
M(J)≤ Mmin 式中，匕⑴為第i回直流的輸電功率，Pmax為最大功率限值，按照現(xiàn)有直流輸電技術發(fā)展，Pmax < 10000MW,M(j)為第j回直流的多饋入短路比大小，Mmin為直流系統(tǒng)MISCR的最小限值，取值2。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟7中得到所述各個直流落點的直流功率最大值對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計之前還包括:對備選落點直流饋入功率進行安全穩(wěn)定計算，校核并適當調整直流功率饋入規(guī)模。
【文檔編號】G06F19/00GK103986151SQ201410104305
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】郭小江, 張玉紅, 郭劍波, 周靜, 張彥濤 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院