[发明专利]一种换流变压器短路阻抗的优化方法及装置

说明书

本申请公开了一种换流变压器短路阻抗的优化方法及装置，方法包括：构建各个变压器的成本造价与变压器短路阻抗的关系、各个变压器的损耗折价与变压器短路阻抗的关系，以及换流阀无功消耗与变压器短路阻抗的关系，进一步确定无功补偿装置的小组数量与变压器短路阻抗的关系，从而确定无功补偿装置的成本造价与变压器短路阻抗的关系，融合各关系得到系统综合造价关于变压器短路阻抗的造价综合函数，并确定目标短路阻抗值。可见，造价综合函数考虑了变压器的成本造价、损耗折价及无功补偿装置，因此在高压直流输电系统中的设备的设计过程中，既考虑了变压器的造价成本，也考虑了损耗成本以及无功消耗成本，所确定的目标短路阻抗值为最经济的设计值。

技术领域

本申请涉及远距离输电领域，更具体的说，是涉及一种换流变压器短路阻抗的优化方法及装置。

背景技术

随着用电量的不断提高，部分地区的供电不能满足本地需求，需要远距离甚至跨区域输电进行电力供应，如远海送电。由于高压直流输电系统在远距离输电过程中具备远距离大容量输电能力，高压直流主回路设计是高压直流设计中的重要环节，决定了换流阀、换流变压器、无功补偿装置等设备的设计参数。高压直流输电系统中各设备的设计通常是分开设计，没有做到协同优化设计，因此通常使得设备参数设计裕度过大，达不到最经济的设计。

针对高压直流输电系统中的换流变压器，目前通过下式计算得到短路阻抗的最小值：

其中，S_n为任意一个换流变压器的容量，S_kmax为高压直流输电系统中的待换流交流电网的最大短路容量，I_dn为高压直流输电系统的额定直流电流，为高压直流输电系统最大耐受短路电流，高压直流输电系统中的所有换流变压器相同。

然而，实际上高压直流输电系统的成本与换流变压器的造价、损耗以及无功消耗均有关联，但从换流变压器的短路阻抗的最小值仅能得到换流变压器的最小造价，但并不是高压直流输电系统的最低成本，因此达不到最经济的设计。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种换流变压器短路阻抗的优化方法及装置，以节省高压直流输电系统的设计成本。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

一种换流变压器短路阻抗的优化方法，包括：

构建高压直流输电系统中的各个换流变压器的成本造价与任意一个换流变压器的短路阻抗的关系，作为各个换流变压器的成本造价的第一短路阻抗变化关系，所述高压直流输电系统包括待换流交流电网、目标换流交流电网、无功补偿装置、四个换流变压器以及四个换流阀，每个换流变压器分别与一个换流阀连接，四个所述换流变压器中，两个所述换流变压器均与所述待换流交流电网连接，其余两个所述换流变压器均与所述目标换流交流电网连接，四个所述换流阀通过直流线路串联连接，所述无功补偿装置接于所述待换流交流电网；

构建所述高压直流输电系统中的各个换流变压器的损耗折价与任意一个换流变压器的短路阻抗的关系，作为各个换流变压器的损耗折价的第二短路阻抗变化关系；

构建所述高压直流输电系统中的每个换流阀的无功消耗，与接于该个换流阀的换流变压器的短路阻抗的关系，作为每个换流阀的无功消耗的第三短路阻抗变化关系；

根据任意一个换流阀的无功消耗的第三短路阻抗变化关系，以及所述无功补偿装置的预设小组容量，确定所述无功补偿装置的小组数量与接于该个换流阀的换流变压器的短路阻抗的关系，并作为所述无功补偿装置的小组数量的第四短路阻抗变化关系；

根据所述第四短路阻抗变化关系，确定所述无功补偿装置的成本造价，与任意一个换流变压器的短路阻抗的关系，并作为所述无功补偿装置的成本造价的第五短路阻抗变化关系；