[发明专利]用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法

权利要求书

1.用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分析高压直流输电系统换流器的无功电压特性，建立对应的换流器模型；

S2：基于换流器模型建立对应的最优潮流问题；然后求解对应的最优潮流问题，得到高压直流输电系统换流站的等效无功电压控制特性；

S3：分析换流站的等效无功电压控制特性并对其进行分段线性化表达，得到对应的无功电压特性近似表达式；

S4：通过对应的无功电压特性近似表达式替换最优潮流问题，结合设置的变量上下限约束建立对应的电压安全域优化问题；然后求解对应的电压安全域优化问题，得到对应的电压安全域。

2.如权利要求1所述的用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于，还包括：

S5：当电压安全域小于设置的最小电压安全域宽度阈值时，基于最小电压安全域宽度阈值计算对应的最小动态无功储备，用以修正电压安全域。

3.如权利要求1所述的用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于：步骤S1中，换流器模型包括线路换向换流器模型和电压源换向换流器模型；

通过如下公式表示线路换向换流器模型：

式中：U表示电压；I表示电流；T表示抽头比；X表示线路换向换流器的阻抗；P表示线路换向换流器的有功功率；Q表示线路换向换流器的无功功率；α表示触发角；表示工作角度；上标DC和AC分别表示直流和交流的相关变量；下标LCC表示线路换向换流器的相关参数；

通过如下公式表示电压源换向换流器模型：

式中：P表示线路换向换流器的有功功率；Q表示线路换向换流器的无功功率；U表示电压；M表示PWM的占空比；X表示线路换向换流器的阻抗；δ表示发电机功角，取值范围为[0,2π]；上标DC和AC分别表示直流和交流的相关变量；下标VSC表示电压源换向换流器的相关参数。

4.如权利要求3所述的用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于：在线路换向换流器模型中：

式中：x表示设置的虚拟变量，取1或0；α_min表示触发角的最小值；α_max表示触发角的最大值；γ表示熄弧角，γ_min表示熄弧角的最小值，γ_max表示熄弧角的最大值；

在电压源换向换流器模型中：

M_min≤M≤M_max；

式中：M_min表示占空比的最小值；M_max表示占空比的最大值；表示电压源换向换流器视在功率的最大值；表示电压源换向换流器交流电压的最小值；表示电压源换向换流器交流电压的最大值。

5.如权利要求1所述的用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于：步骤S2中，通过如下公式表示最优潮流问题，并通过步进搜索算法求解得到对应的等效无功电压控制特性；

式中：Q_EX表示外部交换功率的下限；表示外部交换功率的上限；表示线路换向换流器交流母线的电压下限；表示线路换向换流器交流母线的电压上限；表示电压源换向换流器交流母线的下限；表示电压源换向换流器交流母线的上限；表示外部交流母线的电压值；表示外部换流母线的电压值；Q_EX表示外部交换功率；表示线路换向换流器交流母线电压；表示电压源换向换流器交流母线电压；表示外部交流母线的电压值。

6.如权利要求5所述的用于高压直流输电系统的电压安全域评估方法，其特征在于：步骤S3中，通过自适应线性化边界回归方法分析换流站的等效无功电压控制特性，进而实现分段线性化表达；

自适应线性化边界回归方法包括：首先将等效无功电压控制特性的曲线按照设置的步长分成若干段，并计算每一段的斜率；然后再将多段组合成一段后重新计算斜率，如果斜率的变化小于设置的阈值，则曲线的一段即可以被可以视作线性化的段。