[发明专利]直流分层接入受端换流母线电压稳定裕度量化方法及装置

说明书

本发明涉及直流分层接入受端换流母线电压稳定裕度的量化方法及装置，所述方法包括：根据电力系统中负荷节点的负荷类型，将所述负荷节点等效为虚拟负荷节点；确定直流分层馈入点与虚拟负荷节点间的电网参数，并利用所述电网参数建立直流分层馈入点的电路方程；根据所述电路方程确定直流分层馈入点的等效单端口网络参数；利用所述等效单端口网络参数确定直流分层馈入点的电压稳定裕度，本发明提供的技术方案，将交直流系统从一个直流落点等值成单端口网络，将另一个直流落点以及系统负荷对该落点的影响用虚拟电压、虚拟阻抗或是虚拟功率来体现，等值完毕后，通过阻抗匹配定理求得该落点的电压稳定裕度。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电技术领域，具体涉及一种直流分层接入受端换流母线电压稳定裕度的量化方法及装置。

背景技术

近年，我国特高压交直流输电技术和工程应用取得突破。晋东南—南阳—荆门1000kV 特高压交流试验示范工程及扩建工程、800kV向家坝复龙—上海奉贤特高压直流示范工程已建成投运并持续保持安全稳定运行，对优化配置我国能源资源发挥了重要作用。未来10～20 年，还将有数十回特高压直流输电工程建成投运，向东中部负荷中心地区送电。基于LCC(电网换相换流器)的高压直流输电技术，需要受端交流电网提供足够的换相电压，且在换相失败后的功率恢复过程中还需吸收大量的无功功率，多馈入直流将给受端交流电网带来严重的安全稳定问题。

多馈入直流集中落入东中部电网将是未来我国电网发展面临的突出问题之一，其存在的主要问题是受端电网是否能够提供坚强的电压支撑。为从电网结构上有效解决多馈入直流系统的问题，有学者提出了一种特高压直流分层接入方式来改善电网结构。特高压直流分层接入的特点是，串联在直流线路上的两个逆变器各自通过换流变连接到500kV和1000kV电网。特高压直流分层接入的方式虽然避免了单条直流功率全部馈入同一个地点对当地无功要求过高的问题，但是直流馈入点的电压稳定问题仍然存在。而且直流采用分层接入的方式会在受端形成两个落点，两个落点间存在相互影响为直流换流母线的电压稳定分析带来了困难。

发明内容

本发明提供一种直流分层接入受端换流母线电压稳定裕度的量化方法及装置，其目的是将交直流系统从一个直流落点等值成单端口网络，将另一个直流落点以及系统负荷对该落点的影响用虚拟电压、虚拟阻抗或是虚拟功率来体现，等值完毕后，通过阻抗匹配定理求得该落点的电压稳定裕度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种直流分层接入受端换流母线电压稳定裕度的量化方法，其改进之处在于，包括：

根据电力系统中负荷节点的负荷类型，将所述负荷节点等效为虚拟负荷节点；

确定直流分层馈入点与虚拟负荷节点间的电网参数，并利用所述电网参数建立直流分层馈入点的电路方程；

根据所述电路方程确定直流分层馈入点的等效单端口网络参数；

利用所述等效单端口网络参数确定直流分层馈入点的电压稳定裕度。

优选的，所述根据电力系统中负荷节点的负荷类型，将所述负荷节点等效为虚拟负荷节点，包括：

若负荷节点为恒电流型负荷节点，则将负荷节点等效为虚拟电压负荷节点；

若负荷节点为恒阻抗型负荷节点，则将负荷节点等效为虚拟阻抗负荷节点；

若负荷节点为恒功率型负荷节点，则将负荷节点等效为虚拟功率负荷节点。

优选的，所述确定直流分层馈入点与虚拟负荷节点间的电网参数，包括：

按下式确定直流分层馈入点i与虚拟电压负荷节点j间的虚拟电压：