[发明专利]一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法

说明书

本发明公开了一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法，属于电力输送技术领域，以解决单一目标制策略无法对多端柔性直流输电系统中换流站的控制指令进行周期性的调整，控制换流站的直流电压和有功功率不够精准的问题。方法包括在电力系统暂态仿真软件中搭建六端柔性直流输电系统、设置直流输电系统的控制模式及初始参数、建立多目标潮流优化模型、多目标潮流优化模型的求解、将多目标优化结果中的直流电压、有功功率输入到步骤一搭建的多端柔性直流输电系统中对应的各个换流站中运行模型、定时通过最优潮流计算得到各个换流站的控制参数并下发。本发明方法具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明属于电力输送技术领域，具体涉及一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法。

背景技术

中国西北地区地势平坦，人口稀少，风能和太阳能资源丰富，使其成为大型陆上风电场建设安装的优先选址。截止2018年底，酒泉市风电装机达到915万千瓦，光伏发电装机达到200万千瓦，预计到2020年新能源装机容量将达到2000万千瓦。但是，这一地区已建成的大规模新能源发电基地都远离负荷中心，资源和负荷逆向分布，所发电量不能就地消纳。为了缓解能源供需的矛盾，2017年投入使用的酒泉—湖南±800千伏特高压直流输电工程将甘肃省新能源电力直接送往湖南，每年输送电量最大可达400亿千瓦。然而，风能的随机性和间歇特性使风电控制变得困难，大规模集成可能导致严重的运行和可靠性问题。

新一代柔性直流输电技术在解决新能源发电分散性、小型化、远离负荷中心等问题上具有独特的技术优势。通过多个换流站端口连接多个风电场、光伏电站及交流系统，可构成灵活、可控的多端柔性直流输电系统，在新能源并网、大电网广域异步互联等方面得到了广泛研究，尤其是大规模新能源接入多端柔性直流输电系统的协调控制策略、潮流分布与经济性运行的优化等技术问题，具有广泛的应用前景和重要的研究意义。

基于柔性直流输电系统在黑启动能力、灵活控制功率、占地面积等方面的优势，可将多端柔性直流输电系统作为整合大规模新能源的前瞻性解决方案，由柔性直流输电系统组成的直流电网搭建了各新能源场群与本地交流电网和外送通道的桥梁。将风电场、光伏电站和交流系统联合组网形成多端柔性直流输电系统，通过输电走廊将新能源外送至远方负荷中心，实现新能源的汇集和对本地电网的支撑，可以大幅提高酒泉这个大型新能源基地的功率汇集和集中送出能力，降低外送成本，实现了区域电网间电力资源的优化配置。

电力系统最优潮流是确保系统安全、经济运行的重要手段。随着交直流混联电网的快速发展、大规模清洁能源的接入和电力系统中电力电子器件的广泛使用，系统运行特性更为复杂多变，传统的单一目标最优潮流已无法满足系统多目标协调优化运行的实际需求。而多目标最优潮流由于能够有效地求解包含重要性不同甚至互相冲突的多个目标的问题，其结果对多端柔性直流输电系统控制参数的给定具有指导意义，能够更好地对系统运行方式进行合理优化。

实际上，下垂控制包含3个控制参数：下垂系数、直流电压参考值、直流功率参考值，若只对其中某一个参数进行设计，当负荷有较大波动时难以保证整个直流电网的运行特征均满足要求。针对这一技术问题，本领域技术人员提出了一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法，用以全面地协调整个多端柔性直流输电系统的运行特性，整体上提高系统的可靠性，在长时间尺度上制定控制指令时加以应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法，以解决单一目标制策略无法对多端柔性直流输电系统中换流站的控制指令进行周期性的调整，控制换流站的直流电压和有功功率不够精准的问题。

为了解决以上问题，本发明技术方案为：

一种多端柔性直流输电系统多目标优化设计方法，该方法为以下步骤：

步骤一：在电力系统暂态仿真软件中搭建六端柔性直流输电系统：