[发明专利]一种孤岛交流电网系统强度评估方法及其系统

说明书

本发明提供一种匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度评估方法及其系统，评估方法包括：搭建柔性直流接入孤岛交流电网的数据模型；调整与孤岛交流电网与主网的交流联络结构，保持1回交流联络线与柔性直流并列运行；计算柔性直流逆变站交流母线短路比；对柔性直流逆变站交流出线进行N‑1故障校核，判断柔性直流是否稳定运行，调整交流联络线电抗至临界短路比；输出匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度评估结果。本发明提供的评估方法可针对柔性直流的运行功率，给出与之相匹配的孤岛交流电网最低系统强度对应的短路比，为柔性直流接入孤岛交流电网的规划和运行提供了重要的可参考指标。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度评估方法及其系统。

背景技术

基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter based HighVoltage Direct Current Transmission，VSC-HVDC)技术是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术，该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。

柔性直流输电作为新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和直流输电线路(通常为直流电缆)构成。

随着输电走廊等土地资源的日益紧张和可再生能源发电的飞速发展，柔性直流输电(VSC-HVDC)技术已经成为保障输电安全性与可靠性的最优选择之一，并已在全球范围内应用到可再生能源发电并网、城市供电、交流系统的非同步互联与电力市场交易以及多端直流输电等领域。

孤岛交流电网主要应用于海岛供电、陆上局部孤立地区供电等场景，在这些场景下，交流电网与主网联系较弱、甚至无联系，内部电源支撑较少，均属于弱交流电网。采用传统直流实现弱交流电网与主网互联，可能面临电压稳定、换相失败等问题。而柔性直流与传统直流相比，具有有功/无功独立调节、自换相、潮流反转电压极性不变、无需无功补偿设备等技术优势，可以实现向无电源支撑的电网输电。因此，近年来应用柔性直流输电向孤岛交流电网供电的工程应用研究成为柔性直流应用的重点之一。

接入孤岛交流电网的柔性直流稳定运行的关键是向柔性直流提供的锁相电压必须是持续稳定的。若将柔性直流接入无电源支撑的孤岛电网，由柔性直流控制系统生成锁相电压，孤岛交流电网电压相位由柔性直流决定，该情况下柔性直流运行功率与孤岛交流电网强度之间无需匹配。

若柔性直流接入有电源支撑的孤岛电网，为保证柔性直流逆变站交流电压与孤岛交流电网电压同相位，柔性直流的锁相电压就由交流电网提供，若孤岛交流电网系统强度过低，孤岛交流电网稳定性差，故障扰动后电压波动剧烈，无法为柔性直流提供持续稳定的锁相电压，柔性直流的稳定运行将会受到影响，该情况下需要考虑柔性直流运行功率与孤岛交流电网强度间匹配的协调问题，以确定两者之间的配合关系，从而保障柔性直流与接入的孤岛交流电网持续稳定运行。

目前，针对匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度，有电网支撑的孤岛交流电网，即柔性直流接入有电源支撑的孤岛电网的系统强度需要提供评估方法来满足现有技术的需要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一在于提出了一种匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度评估方法。通过本方法，可针对柔性直流的某一运行功率，提出与之相匹配的孤岛交流电网最低系统强度指标。

本发明提供的一种匹配柔性直流接入的孤岛交流电网系统强度评估方法，所述评估方法包括：

步骤1：搭建柔性直流接入孤岛交流电网的数据模型；

步骤2：调整孤岛交流电网与主网的交流联络结构，至1回交流联络线与柔性直流并列运行；

步骤3：计算柔性直流逆变站交流母线短路比；