[发明专利]一种基于灵敏度的受端系统电压支撑强度评价方法

说明书

本发明公开了一种基于灵敏度的受端系统电压支撑强度评价方法，所述方法定义了受端系统电压支撑强度因子这一指标，并通过直流系统的临界功率稳定性定义了其临界值，受端系统电压支撑强度因子可以对受端系统电压支撑强度进行评价，并由临界值给出直流系统额定状态下功率稳定的稳定域，该受端系统电压支撑强度因子值还能够与换流母线静态电压稳定性建立数学联系，从而可以对换流母线静态电压稳定性进行参考。所述方法在受端系统网架结构、运行方式或内部电力系统元件特性改变时有良好的适应性，可以适应目前受端系统多变的现状，有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及电力系统规划运行及控制领域，具体涉及一种基于灵敏度的受端系统电压支撑强度评价方法。

背景技术

随着我国“西电东送”战略的实施，大量高压直流输电工程在我国投运，并在长三角、珠三角等负荷中心形成了多回直流馈入的电网架构，即多馈入直流系统，简称“多馈入系统”。馈入同一交流电网的直流系统的容量和数目的增加使得电网安全稳定运行风险加大，给电网的正常运行带来一系列挑战。因此，准确地衡量受端电网的强度，对保证多馈入系统的良好运行至关重要。

对受端系统电压支撑强度进行评价时，当前广泛应用基于电网结构参数的指标，如在单馈入系统中，常使用短路比、有效短路比、无功短路比等指标。这些指标有清晰的物理概念，由电网结构参数和直流功率计算得出，并可基于直流功率稳定约束给出短路比的阈值，对受端系统的电压支撑强度进行区分。如通常认为短路比的阈值(即临界短路比)为2，当短路比小于2时，直流系统无法正常稳态运行。但此类指标没有考虑直流之间的相互影响，所以在多馈入系统中不能很好体现受端系统的电压支撑强度。

为了评价多馈入系统中受端系统的电压支撑强度，CIGRE直流工作组提出了多馈入短路比指标。多馈入短路比指标考虑了直流之间相互作用，但对阈值的选取缺乏严谨的公式推导，在对多馈入系统的电压支撑强度进行衡量时缺乏理论支撑。基于多馈入系统，考虑了直流系统无功补偿、不同运行方式和并联交流线路的影响，提出了多馈入有效短路比、多馈入运行短路比和改进短路比。但这些指标没有从根本上解决多馈入系统电压支撑强度指标缺乏理论支撑且阈值不明确的问题。

受端系统的运行方式灵活多变，不同运行方式下，受端系统中各直流的输送功率与控制方式不同，其稳态运行特性不可一概而论。目前的基于电网结构参数的指标还无法做到考虑受端系统的运行方式，难以满足受端系统灵活多变的现状。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种基于灵敏度的受端系统电压支撑强度评价方法，所述方法使用“受端系统电压支撑强度因子”，即R_VSF指标来判断受端系统的电压支撑强度，该指标物理意义明确，对受端系统电压支撑强度评价准确，能与直流系统的功率稳定性与电压稳定性直接联系起来，并能适应受端系统运行方式多变的现状。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种基于灵敏度的受端系统电压支撑强度评价方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在受端系统直流落点处定义受端系统电压支撑强度因子R_VSF如下：

其中，U_iN为额定状态下逆变侧换流母线电压；ΔQ_i为在换流母线注入的微小无功；保持注入换流母线的有功功率不变，ΔU_i为得到的换流母线上的微小电压变化量；P_diN为直流系统在额定状态下注入受端系统的有功功率；

S2、定义临界受端系统电压支撑强度因子C_RVSF，C_RVSF是直流系统在额定状态下运行并处于功率稳定极限时的受端系统电压支撑强度因子，首先计算出换流站设备确定的参数C，C的公式如下：