[发明专利]一种直流受端区域调相机无功置换方法和系统

说明书

本发明提供了一种直流受端区域调相机无功置换方法和系统，包括：根据交直流混联电网信息，计算当前调相机节点动态无功裕度和调相机无功出力相对值；若当前时刻调相机节点动态无功裕度小于裕度阈值或调相机无功出力相对值大于出力阈值，根据电网信息，得到非调相无功补偿设备无功出力预测值；在无功出力预测值对应时刻，将非调相无功补偿设备的无功出力升高至无功出力预测值，并对应减少调相机的无功出力。该方法和系统定量化评估调相机节点动态无功裕度情况，并当动态无功裕度不充足时，通过无功置换释放调相机的无功资源，以免在下次故障发生时由于动态无功储备不足引发连锁故障，对系统造成更大的危害，提升了电网运行的安全性与经济性。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制技术领域，具体涉及一种直流受端区域调相机无功置换方法和系统。

背景技术

目前已建成的多个高压直流输电系统，优化了资源配置的同时也带来了一定的电压安全问题，尤其是近两年已发生多起直流系统闭锁事故，引起人们的广泛关注。为解决特高压电网“强直弱交”问题并提高电网动态无功支撑能力，各分区电网部分直流换流站配置了适量的调相机。调相机的投入为直流系统受端电网提供了很好地无功支撑，有效预防了直流系统闭锁导致的连锁故障，然而故障发生的概率较低，调相机长时间处于闲置状态，这就浪费了宝贵的动态无功资源投资；若将其应用于稳态电压控制，可能因为动态无功资源的过度使用反而在系统故障时无法提供支撑。因此目前亟需研究调相机在交直流系统受端电网新的电压控制策略，充分利用调相机良好的无功调节性能，在保证有能力应对故障的前提下，将其投入稳态的电压控制，从而进一步提升电网运行安全性与经济性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种直流受端区域调相机无功置换方法和系统。该方法和系统建立了受端电网动态无功储备在线评估优化模型，并针对动态无功储备不充足的情况提出了稳态的调相机无功置换模型，为电网节约了宝贵的动态无功资源，提升了电网运行的安全性与经济性。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种直流受端区域调相机无功置换方法，其改进之处在于，包括：

根据获取的交直流混联电网信息，采用预先建立的受端电网动态无功储备在线评估优化模型，计算当前时刻调相机节点动态无功裕度和调相机无功出力相对值；

若当前时刻所述调相机节点动态无功裕度小于预设裕度阈值或调相机无功出力相对值大于预设出力阈值，根据所述电网信息，采用预先建立的调相机无功置换模型，得到非调相无功补偿设备无功出力预测值；

在无功出力预测值对应时刻，将所述非调相无功补偿设备的无功出力升高至所述无功出力预测值，并根据非调相无功补偿设备升高无功出力导致的设定节点电压升高值对应减少调相机的无功出力；

所述电网信息包括：电压、电力、有功和无功。

本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述受端电网动态无功储备在线评估优化模型的建立，包括：

以考虑相机无功出力相对值的最小化电压运行安全域为第一目标函数，以交流系统潮流约束、直流系统潮流约束、调相机无功补偿设备出力约束、非调相无功补偿设备出力约束和电网运行约束为约束条件，建立受端电网动态无功储备在线评估优化模型。

本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述第一目标函数如下式所示：

其中，F₁表示第一目标函数，表示系统设定节点电压矢量，v表示系统设定节点电压安全域的最小值，表示系统设定节点电压安全域的最大值，W_v表示预设电压权重系数，W_q表示预设无功出力权重系数，且W_vW_q，Θ_s表示调相机无功出力相对值；Θ_s如下式计算：