[发明专利]一种特高压直流换流站近场无功优化配置方法

说明书

本发明公开了一种特高压直流换流站近场无功优化配置方法，包括以下步骤：1)确定目标特高压直流送端电网及其网络运行参数，确定拟接入无功补偿设备的节点范围；2)以特高压换流站交流母线电压和某一电网关键节点母线电压为优化目标建立非线性优化模型；3)评估无功变化时各节点电压的变化大小，计算其灵敏度，根据灵敏度大小形成无功配置节点初选合集；4)对无功配置节点初选合集进行无功功率补偿计算，形成最终的节点补偿配置方案。

技术领域

本发明属于能源资源优化配置领域，尤其涉及一种特高压直流换流站近场无功优化配置方法。

背景技术

随着我国能源结构转型的不断深入推进，以风电、光电等电源为代表的清洁能源在电网中的渗透率逐年提高。但新能源发电有出力随机波动性，抗扰能力差，大规模的新能源电站对电网的支撑能力弱等固有的缺点。并且，西部地区常规机组容量均较少，系统调频、调峰能力严重不足，在弱同步支撑的条件下，送端电网容易发生低电压、高电压引起的新能源电站连锁脱网等安全稳定问题，系统的安全稳定运行遇到巨大的挑战。因此，如何有效、准确充分利用好新能源机组自身的无功能力，做好其与动态无功补偿设备的协调是一个亟待解决的问题，其关键在于如何进行无功优化配置。

为此本发明提出了一种特高压直流换流站近场无功优化配置方法，能够加快目标函数的求解效率，提高方程的收敛性，实现了特高压送端电网无功稳定性，为清洁能源特高压送端无功配置提供了指导。

发明内容

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种特高压直流换流站近场无功优化配置方法，包括以下步骤：

1)确定目标特高压直流送端电网及其网络运行参数，确定拟接入无功补偿设备的节点范围；

2)以特高压换流站交流母线电压和某一电网关键节点母线电压为优化目标建立非线性优化模型；

3)评估无功变化时各节点电压的变化大小，计算其灵敏度，根据灵敏度大小形成无功配置节点初选合集；

4)对无功配置节点初选合集进行无功功率补偿计算，形成最终的节点补偿配置方案。

所述的特高压直流换流站近场无功优化配置方法，其中：所述步骤1中确定拟接入无功补偿设备的节点范围包括选择薄弱换流站或薄弱发电节点作为拟接入无功补偿设备的节点，上述的薄弱换流站和薄弱发电节点称为关键节点。

所述的特高压直流换流站近场无功优化配置方法，其中非线性优化模型如公式(1-b)所示：

其中，V_L为换流站交流母线电压；V_L0为换流站交流母线电压初始量；V_Lmax为换流站交流母线电压最大限值；V_Bi为某一电网关键节点母线电压；V_Bi0为某一电网关键节点母线电压初始量；V_Bimax为某一电网关键节点母线电压最大限值；ω为权重系数，N_B为关键节点数量，min表示求最小值。

所述的特高压直流换流站近场无功优化配置方法，其中节点灵敏度按如下公式计算：

F(X,T,C)＝0                 (2-a)

其中，F为电网的功率平衡方程；X为电网的状态向量；T为电网的控制变量；C为电网的常数参数；V为某一灵敏度待求母线电压；Q为某一节点母线无功注入功率，S为节点灵敏度。

所述的特高压直流换流站近场无功优化配置方法，其中步骤4)包括：