[发明专利]一种降低多馈入直流换相失败风险的动态无功补偿配置方法

说明书

本发明公开了一种降低多馈入直流换相失败风险的动态无功补偿配置方法，具体是在进行动态无功补偿配置优化前，先建立直流距离耦合度指标，确定系统动态无功补偿的薄弱区域和关键故障，然后建立换相失败风险降低效果指标和动态无功补偿灵敏度指标，基于MOEA/D算法求解降低直流换相失败风险的无功配置优化模型时，以换相失败风险降低效果指标和无功补偿成本为目标函数，变量采用混合编码，同时对动态无功补偿装置的地点和容量进行优化，得到Pareto最优解集，并采用熵权法得到最优折中解。本发明能够同时对大电网中多个动态无功补偿装置的布点和容量进行优化，在相同的动态无功补偿成本下，降低多馈入直流换相失败风险的效果更好。

技术领域

本发明涉及电力系统交直流混联电网动态无功补偿配置技术领域，具体涉及一种降低多馈入直流换相失败风险，采用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D，multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition) 的动态无功配置方法。

背景技术

特高压直流输电由于输送容量大，输送距离远的特点在我国得到广泛应用。我国长三角、珠三角地区已经形成典型的多馈入直流电网。在多馈入直流电网中，任一换流站母线近区故障都可能导致多条直流同时换相失败且难以恢复，威胁电网的安全稳定运行。目前研究表明，无功补偿可以有效降低多直流同时换相失败的风险。在多馈入直流系统中如何选择合适的动态无功补偿装置的安装地点和安装容量是充分发挥动态无功补偿装置作用的前提条件，对于保障交直流电网的安全稳定运行具有重要的实际意义。

针对多馈入直流系统的动态无功补偿优化问题，目前的研究集中在选择合理的无功补偿地点最大程度的抑制直流换相失败。这些研究不同程度的存在一定的局限性：(1)对电网所有节点进行时域仿真，不适于大电网分析；(2)对每个动态无功补偿装置的容量采用等量分配，没有细致考虑每个无功补偿装置的容量。

在降低多馈入直流系统换相失败风险的动态无功补偿优化配置研究中，多目标优化方法应用的并不广泛，现有的方法大都通过启发式方法依次选择无功补偿效果最大的几个地点作为动态无功补偿装置的安装节点。这种方法不能考虑多个无功补偿节点的相互影响，同时也不能对安装容量做更为细致的优化，使得动态无功补偿的效果不能达到最优。因此，本发明提出一种基于MOEA/D多目标优化算法的动态无功补偿配置优化方法，能够同时对大电网中多个动态无功补偿装置的布点和容量进行优化，在相同的动态无功补偿成本下，降低多馈入直流换相失败风险的效果更好，具有重要推广应用价值。

发明内容

本发明中的上述问题主要是通过下述分析流程得以解决的：

一种降低多馈入直流换相失败风险的动态无功补偿配置方法，其特征在于，包括：

步骤1，建立直流距离耦合度指标，确定电网无功补偿的薄弱区域和关键故障；

步骤2，建立换相失败风险降低效果指标和动态无功补偿灵敏度指标，确定动态无功补偿装置候选安装节点；

步骤3，基于步骤1建立的直流距离耦合度指标和步骤2建议的换相失败风险降低效果指标和动态无功补偿灵敏度指标，采用MOEA/D算法求解降低直流换相失败风险的无功配置优化模型；

步骤4，采用熵权法对所得到的Pareto最优解进行评估，选出最优折中解。

在上述的一种降低多馈入直流换相失败风险的动态无功补偿配置方法，所述步骤1的具体方法是：建立直流距离耦合度指标，确定电网无功补偿的薄弱区域和关键故障；

系统两节点之间的电气距离可以通过下式计算

其中，为节点g、d之间的电气距离；Z_gg、Z_dd分别为节点g和d的自阻抗；Z_gd为节点g、d之间的互阻抗；