[发明专利]一种大规模交直流电网在线安全评估方法

说明书

本发明提供一种大规模交直流电网在线安全评估方法，用于对由多个交流系统和高压直流输电系统构成的大规模复杂电网进行在线安全评估，包含步骤：S1、基于大规模交直流电网架构构建机电‑电磁暂态混合仿真平台；S2、选取大规模交直流电网在线安全评估指标，制定安全稳定标准；S3、基于机电‑电磁暂态混合仿真平台和安全稳定标准，实施大规模交直流电网在线安全评估。本发明采取机电‑电磁暂态混合仿真的方式，可对含有大量电力电子设备的高压直流输电系统进行详细精确的描述，又具有较高的计算速度，可以解决纯电磁暂态仿真速度慢、规模小，纯机电暂态仿真无法准确反映交直流系统交互影响的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种大规模交直流电网在线安全评估方法。

背景技术

我国电力资源分布与需求存在逆向分布及结构性矛盾，可再生电力资源较为丰富的西北、东北、西南等边疆地区用电负荷相对较小，而位于东部沿海的负荷中心地区，电力资源相对较少。为了解决上述问题，我国初步建成了大规模交直流混联电网，既有特高压交流、传统直流，又有背靠背柔性直流、双端和多端柔性直流、LCC-VSC(电网换相换流器-电压源换流器)多端混合直流，典型的工程有张北柔性直流输电系统、昆柳龙三端混合直流输电系统、龙政直流输电系统、渝鄂背靠背直流输电系统等。另外，随着大规模可再生能源接入电网，现代电网正进一步地向着高比例新能源发电和高比例电力电子设备这样“双高”的趋势发展。而由于高压直流等电力电子设备与交流系统之间的相互作用较为复杂，大规模交直流电网面临着复杂的安全挑战，需要进行可靠的安全评估。

目前，已有很多针对大规模交直流电网的安全评估方法，如时域仿真法和直接法。其中，时域仿真法常用的仿真软件有PSD-BPA(电力系统分析软件)、PSS/E(电力系统仿真软件)、DSATools(电力系统安全分析软件包)等；直接法有能量函数法、电压源等效法等。但是，上述方法中高压直流输电系统模型和基于电力电子器件并网的可再生能源模型均是采用稳态模型，无法准确反映交直流子系统之间故障传播的过程及现象，如交流系统的故障也有可能引起直流系统换相失败或闭锁故障。而电磁暂态仿真系统，如RTDS(实时数字仿真器)和PSCAD(电力系统计算机辅助设计)等，可以比较准确的反应高压直流的详细动态，但是电磁暂态仿真的计算效率相对较低，不能满足在线安全评估的需求。所以，大规模交直流电网需要一种兼具准确性、精细度和高效率的在线安全评估方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大规模交直流电网在线安全评估方法，该方法采取机电-电磁暂态混合仿真的方式，可对含有大量电力电子设备的高压直流输电系统进行详细精确的描述，又具有较高的计算速度，可以解决纯电磁暂态仿真速度慢、规模小，纯机电暂态仿真无法准确反映交直流系统交互影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种大规模交直流电网在线安全评估方法，用于对由多个交流系统和高压直流输电系统构成的大规模复杂电网进行在线安全评估，包含步骤：

S1、基于所述大规模交直流电网架构构建机电-电磁暂态混合仿真平台；

S2、选取所述大规模交直流电网在线安全评估指标，制定安全稳定标准；

S3、基于所述机电-电磁暂态混合仿真平台和所述安全稳定标准，实施所述大规模交直流电网在线安全评估。

优选地，步骤S1包含：

S11、设计由多个机电暂态仿真系统和一个电磁暂态仿真系统构成的机电-电磁暂态混合仿真平台的基本架构；

S12、设计所述机电暂态仿真系统、所述电磁暂态仿真系统及仿真系统间接口的时序；

S13、在所述电磁暂态仿真系统中建立所述交流系统的等值模型。

优选地，步骤S2中，