[发明专利]考虑直流网络故障功率的多端柔直系统静态安全分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑直流网络故障功率协调分配策略的多端柔直系统静态安全分析方法，针对多端柔性交直流混联系统，建立考虑控制模式的稳态潮流计算模型；根据多端柔直系统运行模式，构建直流系统预想故障集，优先考虑换流站内极间转代，兼顾换流站间功率协调策略，实现直流网络功率再调整，维持直流电压稳定；根据基态潮流结果，采用直流过滤法，构建交流系统严重预想故障集；基于交替迭代的交直流潮流算法，计及交流电网机组、负荷一次调频特性，分析交流故障或直流故障对交直流混合系统的相互影响，校核交直流系统设备越限重载情况，为交直流系统潜在安全风险分析进行预警。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化调度技术领域，尤其涉及一种考虑直流网络故障功率的多端柔直系统静态安全分析方法。

背景技术

随着风电、太阳能等可再生清洁能源快速发展，基于VSC的多端柔性直流输电技术成为解决分布式新能源并网及消纳问题的有效技术手段，在新能源多点汇集并网、无源网络供电、大型城市直流配电等领域具有广阔应用前景。随着直流输电工程逐渐增多，传统电网将处于更加复杂的运行状态，网络拓扑结构日益复杂。调度应用系统在多端柔直系统广泛投运后对交直流混联系统的安全风险分析功能需求正急剧增长，需要在常规交流网络模型基础上进一步统筹考虑交直流网络故障运行调度之间的相互影响。目前，国内外关注热点主要集中于适用不同场景的柔性直流模型及控制模式技术研究和侧重于新能源互联汇集的柔直应用研究，较少在调度层面上对柔性交直流互联系统的N-1潜在安全分析进行探讨研究。现有调度系统在柔直建模、柔直潮流计算、柔直在线安全分析的实际运用还处于应用研究阶段。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种考虑直流网络故障功率的多端柔直系统静态安全分析方法，在原有交流系统静态安全分析计算框架基础上，采用预想交直流故障扫描技术，考虑换流站内极间转代及换流站间功率分摊，有效融合直流网络潮流计算、换流站站控和极控功率协调策略及交流电网发电机、负荷一次调频特性潮流计算，适用于分析交流故障或直流故障对交直流混合系统的相互性影响，使得扫描分析结果更加接近于实际运行状态，校核交直流系统设备越限重载情况，对交直流混联电网的潜在安全风险进行预警。

为了解决上述问题，本发明提供了一种考虑直流网络故障功率的多端柔直系统静态安全分析方法，包括以下步骤：

S1，设定换流站控制模式，基于交直流交替迭代算法进行基态潮流计算；

S2，基于基态潮流计算结果，构建直流预想故障集，基于换流极功率控制和换流站功率控制协调实现直流网络故障后功率再分配计算；

S3，基于基态潮流计算结果，构建交流预想故障集，采用直流潮流算法过滤无害故障；

S4，采用交直流交替解耦迭代潮流算法依次遍历直流预想故障集和交流预想故障集，校核交直流系统设备越限重载，分析交直流电网故障的相互影响。

步骤S1具体包括：

(1-1)、读入各换流站控制模式及相应功率和电压参考系数，在换流站边界交流母线侧将交直流系统解耦，设定换流站交流母线节点类型及潮流计算功率和电压初值；

受端换流站采用直流电压功率下垂控制模式实现多个换流站共同维持直流系统电压稳定、功率平衡，直流电压功率下垂控制模型为式(1)：

K_p(P_ref-P_dc)+K_u(U_ref-U_dc)＝0 (1)