[发明专利]混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性评估方法

说明书

本发明公开了一种混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性评估方法，综合考虑了混合双馈入直流系统的结构与运行特点，从短路电流、网架强度、频率稳定性和电压稳定性等角度出发，共包括了五个评价指标，分别为：短路电流裕度指标、交流输电通道暂稳裕度指标、频率稳定指标、多馈入短路比指标和直流系统的危险母线占比指标。基于这些指标，本发明方法可以实现对混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性的综合评价。

技术领域

本发明属于电力系统稳定性评估技术领域，具体涉及一种混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性评估方法。

背景技术

基于电压源型换流器(VSC)的高压直流输电技术(VSC-HVDC)通常也称为柔性直流输电技术；基于电网换相型换流器(LCC)的高压直流输电技术(LCC-HVDC)通常也称为常规直流输电技术。在安全稳定性等方面，VSC-HVDC相较于LCC-HVDC而言更有优势；同时，模块化多电平换流器(MMC)是国内使用的电压源型换流器的主流拓扑，因此基于MMC的高压直流输电系统(MMC-HVDC)正在越来越多地应用到实际工程中。

目前，我国电网已成为交直流混合运行的大系统，交直流之间的交互影响日益突出。在多回直流密集馈入受端交流电网的场景中，若普遍采用常规直流技术，则有较大的安全风险：一方面，多回直流同时换相失败问题日益突出，特高压直流闭锁故障时有发生，使受端电网面临较大的功率/能量冲击；另一方面，常规直流单落点受入功率巨大，故障期间对局部交流电网的频率/电压冲击大，因此对潮流转移能力要求高，给受端电网的规划、运行造成了较大压力。但是，若将在运的常规直流系统全部改建成柔性直流输电系统，则需要消耗大量的财力和时间，所以目前的主流规划可以概括为：保持原有的直流系统使用常规直流输电技术而新建的直流系统更多地使用柔性直流输电技术。

目前，部分区域电网已经出现了LCC和MMC混合馈入的场景。因此，如何衡量混合馈入直流对受端电网安全稳定性的影响已经成为电网规划及运行中必须考虑的问题。然而，在受端电网安全稳定评估方面，现有的研究普遍未考虑直流接入或只考虑了常规直流接入，例如：文献[Prabha Kundur,John Paserba,V.Ajjarapu,et al.Definition andclassification of power system stability IEEE/CIGRE joint task force onstability terms and definitions[J].Power Systems,IEEETransactions on,2004,19(3):1387-1401]明确了交流系统安全稳定性概念及评判标准，但未考虑直流系统的影响。文献[汪旸,鄢发齐,徐彪等.针对区域电网的安全风险评估体系研究.江西电力,2017.41(6):12-15]研究了常规直流影响下交流系统大面积停电风险评估方法，但仅适用于单个常规直流馈入的情况。文献[周保荣,金小明,吴小辰等.特高压直流对交直流并联电网安全稳定影响[[J].南方电网技术,2010,4(2):31-34]评估了受端交流故障对常规直流安全稳定性的影响，但为考虑直流系统间的相互影响。文献[黄弘扬,徐政,许烽.多馈入直流输电系统短路比指标的有效性分析.电力自动化设备,2012.32(11):46-50]分析了多回常规直流馈入时短路比指标的有效性，但未考虑柔性直流输电系统。总之，对于考虑混合馈入直流系统的受端电网，还缺少一套有效的安全稳定评估指标和评估方法。

因此，有必要综合考虑LCC和MMC的运行特性及其对电网安全稳定性的影响，完善受端电网安全稳定评估方法。而在混合馈入的直流系统中，单个LCC-HVDC和单个MMC-HVDC混合馈入的场景通常称为混合双馈入，是其中最简单、最具有代表性的一种方式。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性评估方法，该方法综合考虑了混合双馈入直流系统的结构与运行特点，从短路电流、网架强度、频率稳定性和电压稳定性等角度建立了评估指标，从而实现对混合双馈入直流作用下受端电网的安全稳定性的评估。