[发明专利]一种多端直流输电系统拓扑选择方法、系统、设备及介质

说明书

本发明提供了一种多端直流输电系统拓扑选择方法、系统、设备及介质，所述方法为获取多端直流输电系统的换流站数量和待支持运行方式；根据所述换流站数量和所述待支持运行方式，生成对应的运行方式需求矩阵；分别以各种待支持运行方式为基础接线方式，根据所述运行方式需求矩阵，确定对应的各种待支持运行方式需求组合的功率转向换流站集合和功率转向换流站总数；根据各种基础接线方式对应的各种待支持运行方式需求组合的功率转向换流站集合和功率转向换流站总数，确定所述多端直流输电系统的最优接线拓扑。本发明不仅能简单、全面、有效且快速地给出多端直流输电系统的最优接线拓扑，而且具有较强的通用性、开放性和可扩展性。

技术领域

本发明涉及多端直流输电技术领域，特别是涉及一种多端直流输电系统拓扑选择方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着高压直流输电系统应用场景的不断增加，仅有一个整流站和一个逆变站的两端拓扑结构已不能满足应用需求，与此同时，多端并联常规直流输电(LCC-HVDC)的直流输电系统在逐步得到应用。

目前投运的基于LCC-HVDC技术的多端常规高压直流输电系统大都采用的是将电网换相换流器接入弱交流电网，此种换流器无法改变电流方向，只能通过改变电压极性实现功率翻转，而多端并联常规直流输电系统通常具有多种运行要求，且在某些运行方式下需要改变其中某些换流站的功率方向(发出功率或吸收功率)，因此，需要对这些换流站的接线进行特殊设计，增加部分设备，以使该站可以实现功率反转，灵活调整多端直流输电系统的潮流方向。

现有技术大都凭借经验用枚举法分析得出需要在哪些站设置功率反转接线功能，该方法虽然可以用于端数较少且运行方式组合不多的多端直流工程，但该方法不具有通用性、开放性和扩展性，应用于端数较多，运行方式组合较多的多端直流工程时，不仅计算量大，而且计算速度慢，即，难以用枚举法分析判断在哪些站设置功率反转功能可以达到最优的效果(设置功率反转站数最少)。

因此，亟需提供一种能够判断多端常规高压直流输电系统中需要设置功率反转功能的换流站的简单通用的拓扑选择方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有通用性、开放性和可扩展性的多端直流输电系统拓扑选择方法，通过数学方法求取对应所需运行方式组合下可设置的最少功率转换接线换流站的最优电气接线拓扑，简单、有效且快速地给出多端直流输电系统的基础接线方式和需设置功率反转接线的换流站，有效解决现有技术计算速度慢、不通用等问题。

为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种多端直流输电系统拓扑选择方法、系统、计算机设备及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种多端直流输电系统拓扑选择方法，所述方法包括以下步骤：

获取多端直流输电系统的换流站数量和待支持运行方式；

根据所述换流站数量和所述待支持运行方式，生成对应的运行方式需求矩阵；

分别以各种待支持运行方式为基础接线方式，根据所述运行方式需求矩阵，确定对应的各种待支持运行方式需求组合的功率转向换流站集合和功率转向换流站总数；

根据各种基础接线方式对应的各种待支持运行方式需求组合的功率转向换流站集合和功率转向换流站总数，确定所述多端直流输电系统的最优接线拓扑；所述最优接线拓扑包括系统基础接线方式和待设置功率转向接线换流站。

进一步地，所述运行方式需求矩阵表示为：

式中，n、m分别表示换流站数量和待支持运行方式数量；A_jk表示第k个换流站在第j种运行方式下的整流状态或逆变状态，A_jk＝1表示整流状态，A_jk＝-1表示逆变状态。