[发明专利]一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法

说明书

本发明提供了一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法，该量化分析方法包括：步骤1、通过交直流潮流交替解耦算法和网络拓扑分析，获得随机交流线路故障下电网的电压状态；步骤2、根据当前电网的电压状态，基于电压质量的数理统计分析评估体系对电网中直流线路电压进行分析，分析当前电网中直流线路电压受交流线路故障的影响；步骤3、对于当前电网中直流线路电压受交流线路故障的影响进行进一步分析，基于边际效用对电网中直流线路电压受交流线路故障的影响进行量化比较分析。应用本发明的方法，可对交流线路故障对直流线路影响定量分析，这对交直流混合运行电力系统的连锁故障后续的建模及分析具有重大意义。

技术领域

本发明涉及一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法。

背景技术

随着电力技术的进步和电力需求的增长，通过区域电网互联形成更大规模的联合电网，已经成为当前电力系统发展的趋势。但2003年以来国内外发生的多次大停电事故表明，一方面，随电网互联程度的加深，电力系统的局部扰动或故障更容易通过连锁反应传播蔓延至整个联合电网，连锁故障已经成为威胁电力系统安全的重要因素之一。另一方面，高压直流输电技术广泛应用于远距离输电和大电网互联，在取得了良好效益的同时亦增加了电网的复杂性，使得电力系统的安全稳定问题更加突出。

对于交直流混合运行电力系统的连锁故障研究，在理论方面，传统的交流系统连锁故障传播机理已不能完全适用交直流电网的研究，因此寻找更准确的交直流混合运行电力系统的连锁故障机理，确定电网运行的薄弱环节，对预防连锁故障的发生具有重要的现实意义。

到目前为止，国内外众多学者在连锁故障方面已经做了许多有益的工作，内容主要包含机理、模型、分析方法等，但这些研究大多数值适用于传统交流电网。要分析交直流混合运行电力系统的连锁故障机理，首先要考虑交直流线路之间的相互影响。直流线路故障对交流线路的影响可用潮流转移的思想解释；交流线路故障对直流线路的影响主要体现在，直流系统可能由于交流母线故障导致的电压幅值过低或交流换相电压过零点的相角偏移而发生换相失败，严重时闭锁，中断功率传输。但是，上述方法只对交流线路故障对直流线路的影响进行了定性分析，无法从定量角度上判断交流线路故障对直流线路影响的大小，这对交直流混合运行电力系统的连锁故障后续的建模及分析没有太大的意义。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法，用于解决现有分析方法存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种交流系统故障对直流线路影响的量化分析方法，该量化分析方法包括：

步骤1、通过交直流潮流交替解耦算法和网络拓扑分析，获得随机交流线路故障下电网的电压状态；

步骤2、根据当前电网的电压状态，基于电压质量的数理统计分析评估体系对电网中直流线路电压进行分析，分析当前电网中直流线路电压受交流线路故障的影响；

步骤3、对于当前电网中直流线路电压受交流线路故障的影响进行进一步分析，基于边际效用对电网中直流线路电压受交流线路故障的影响进行量化比较分析。

本发明中，交直流潮流交替解耦算法是交直流电力系统分析的基础，是将直流环节作为交流电网的负荷。既可用于两端直流输电，也可用于多端直流输电。而且因为不需要对原交流系统的雅可比矩阵进行修改，这样可以很方便的利用原有交流系统的潮流计算程序。

考虑直流系统影响交流系统的功率注入，交流系统传统潮流方程需改为：

上式中：Ps、Qs为滤波器和无功补偿装置及负荷的注入功率；Pac、Qac是注入交流系统的功率；Pd、Qd是注入直流系统的功率。直流系统状态变量Ut为交流母线电压，θ为整流侧触发角或逆变侧的关断角。根据方程，第k+1次的和前一次相比负荷增加量：