[发明专利]双极单桥与多桥高压直流输电系统的在线建模方法

说明书

本发明揭示了一种双极单桥与多桥高压直流输电系统的在线建模方法，是将E格式描述的HVDC物理模型通过拓扑搜索、有名值参数计算、标幺值参数计算等步骤将其转换为标幺值系统下的数学模型，满足在稳态潮流计算、最优潮流计算模块中的模型精度要求。该方法能够将目前广泛使用的双极多桥HVDC进行一致化建模，其特点是：对于单级、双极单桥、双极多桥等HVDC拓扑，均能给出一致化的数学模型，便于将该HVDC数学模型集成到潮流与最优潮流计算中。

技术领域

本发明的实施例涉及数据电力系统调度运行技术领域，具体而言，涉及一种双极单桥与多桥高压直流输电系统的在线建模方法。

背景技术

随着普侨直流(额定容量5000MW)和牛从直流(双回，额定容量6400MW) 的相继投运，加上前期已经投运的天广直流、楚穗直流(额定容量5000MW)，南方电网已经形成了“强直弱交”电网格局，加上楚穗直流采用孤岛方式运行，两渡直流的孤岛运行方式的调试也即将开展。云南电网于2016实施背靠背和主网联网，高压直流输电系统在南方电网中发挥着越来越重要的作用。在保障电网安全的基础上，对电网的实时稳态控制进行协调优化，是电网自动控制的更高层次要求。例如通过整合实时煤耗、水耗微增率、最优潮流、经济调频、无功优化，实现交直流并联网损优化，可达到节能、减排、经济运行的目的，并同时大幅提高电网运行效益。

然而，目前电网的决策系统与控制系统越来越多，但都自成一体，存在信息孤岛、控制相互隔离等问题，但是控制系统对电网的控制行为是相互影响的，这种影响的相互协调目前只能依靠调度员人工实现。人工协调控制需要考虑的各种限制条件较多，所以造就了效率低，容易出错等问题，严重影响电网安全，而且随着电网越来越复杂，这种矛盾愈加突出。为了实现HVDC系统控制与其它控制模块之间的数据交换与功能集成，急需解决HVDC系统数据交换与建模的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种通过能量管理系统(Energy Management System，EMS)实时模型交换数据(E格式数据)建立高压直流输电系统(high-voltage direct current transmission system，HVDC) 潮流模型的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种双极单桥与多桥高压直流输电系统的在线建模方法，其包括如下步骤：步骤一、数据读取：读取E格式数据文件，将HVDC物理模型转换为数学模型所需的数据进行解析；步骤二、拓扑建模：将E格式描述的HVDC物理拓扑模型进行建模，包括：通过名称映射建立换流器与直流线路之间的连接关系，以及通过计算节点映射建立整流桥与换流器之间的连接关系；步骤三、数学建模：对单级、双极单桥、双极多桥HVDC进行一致性的数学描述，将每一极的数学模型进行单独处理，建立HVDC 数学模型；步骤四、模型标幺化：选取基准值，将步骤三建立的HVDC数学模型进行标幺化处理，使各种不同拓扑结构的HVDC均能在潮流计算/最优潮流计算汇总得到应用。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

步骤二的通过名称映射建立换流器与直流线路之间的连接关系包括：通过换流器名称字符串判断HVDC的桥数；通过换流节点名1和换流节点名2判断换流器之间的连接关系；以及通过直流线路的首端换流器名称和末端换流器名称判断直流线路与换流器之间的连接关系。

相比于现有技术，本发明的优势在于：提出了通过E格式数据文件将HVDC 物理模型建立为稳态潮流模型的方法，大致是将E格式描述的HVDC物理模型通过拓扑搜索、有名值参数计算、标幺值参数计算等步骤将其转换为标幺值系统下的数学模型，满足在稳态潮流计算、最优潮流计算模块中的模型精度要求。该方法能够将目前广泛使用的双极多桥HVDC进行一致化建模，其特点是：对于单级、双极单桥、双极多桥等HVDC拓扑，均能给出一致化的数学模型，便于将该HVDC数学模型集成到潮流与最优潮流计算中。

附图说明