[发明专利]一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，更具体地，涉及一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法。

背景技术

随着直流输电技术的快速发展，我国在特高压直流输电工程建设方面已经成为世界第一大国，拥有目前世界上最多的高压直流输电工程。随着我国直流工程的相继投运，出现了多条高压直流输电线路接入同一地区的电网结构。这些电气距离较近的直流线路与所馈入的交流电网共同形成了多馈入交直流系统。直流输电为受端电网提供有功的同时，也消耗着大量的无功功率，高压直流输电传输容量在系统中所占比例越来越大，相对的交流系统变得较弱，这使得与高压直流输电相连的受端交流系统的电压稳定性问题日益突出。提高受端交流系统电压稳定性的途径之一是在交流系统中合适的位置装设无功补偿装置。

静止同步补偿器(static synchronous compensator，STATCOM)是一种能够用于交直流混联系统的性能优良的无功补偿设备。基于电压源换流技术的STATCOM 与传统的无功补偿装置相比，具有调节连续，谐波小，损耗低，运行范围宽，可靠性高，调节速度快等优点。许多学者考虑将其接入到直流输电逆变侧的交流母线，来改善其交流母线电压的稳定性。由于在多馈入交直流系统中，存在多个直流落点，多回直流线路之间、直流线路与交流系统之间均存在耦合关系，因此STATCOM的配置地点难以选择，在多馈入交直流系统中，如何配置STATCOM以提高系统电压稳定性是值得研究的问题。

对于STATCOM的配置问题，工程上一般通过对多个备选方案，开展仿真分析，进行技术经济综合比选，择优确定配置方案，然而这种方法确定的方案优劣很大程度上依赖于研究人员的经验。所以，对于多直流馈入的情况，STATCOM安装位置的研究需要指标衡量，并结合数学优化的方法来进行研究，从而为电网规划人员配置STATCOM提供参考依据，使系统中装设的STATCOM能够最大程度地提高电压稳定性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其目的在于解决现有多馈入交直流混联系统中STATCOM布点方法有赖于仿真和研究人员经验的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种多馈入交直流系统的STATCOM布点选择方法，其特征在于：根据不同STATCOM布点方案的整体性指标和均衡性指标，通过数学计算选择STATCOM的安装位置，以提高系统电压稳定性。

所述布点选择方法不需要仿真分析。

所述数学计算包括计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的多馈入有效短路比。

所述多馈入有效短路比的计算，依赖于STATCOM容量及装设地点与直流落点之间的电气距离，还依赖于系统中并联电容器容量及装设地点与直流落点之间的电气距离。

所述布点选择方法包括以下步骤：

(1)在有n个节点，其中发电机节点d个，直流落点k个的多馈入交直流混联电网中，确定装设STATCOM的容量为Q_s；

(2)确定可接入STATCOM的节点集合为除发电机节点以外的其余n-d个节点，即形成n-d个布点方案；

(3)计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比

(4)计算各方案对应的整体性指标I_sum(i)和均衡性指标I_bal(i)；

(5)计算各方案对应的标准化整体性指标和标准化均衡性指标

(6)利用公式形成各方案的优选指标，式中I(i)表示方案i的优选指标；

(7)选择布点优选指标最大的方案作为最优的STATCOM布点方案；

其中，n、d、k都是自然数。

所述步骤(3)中计算各方案下系统中各回直流的计入STATCOM影响的改进多馈入有效短路比包括以下步骤：

(1)按照该布点方案接入容量为Q_s的STATCOM；

(2)计算k条直流线路两两之间的多馈入交互因子其中Z_mj为第m回直流所接节点与第j回直流所接节点的互阻抗，Z_mm为第m回直流所接节点的自阻抗；