[发明专利]一种海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法及装置

说明书

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体提供了一种海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法及装置，根据提供的额定功率传输点及电缆电阻，在考虑合理误差、损耗的前提下，分别计算在安全运行范围内海上站、陆上站直流端口可达到的最大功率，进而计算PCC与GAP点可达到的最大容量，作为PCC及GAP点的额定容量，该方案在充分考虑损耗、误差的基础上，采用非对称的设计方法，合理减小容量设计结果，达到提高工程建设经济性，以及预留安全运行裕度的作用。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法及装置。

背景技术

柔性直流输电系统常用于陆上电网互联，可以实现潮流双向输送，因此常采用送端与受端对称容量设计。随着新能源占比的不断提升，由于远海风能资源丰富，以远海风电为代表的新能源发电技术受到广泛关注，逐步成为商业化发展的新方向。而长距离、大容量的输送，以及风电场并网引起电压稳定性问题，都对输电系统提出了要求。

由于柔性直流输电系统由电压源型换流器构成，使得电网电压的稳定性得到提升，因此柔直系统成为远海风电并网主要使用的输电技术。而海上风电送出工程通常为单向输送，海上站与陆上站的无功功率需求不同，且由于传输过程中的损耗，两站并网点有功功率也存在差异。若采用两站对称设计将导致换流站容量过度冗余，变压器、桥臂电抗、子模块电容的设计值也随之增大，增大了设备的容量、尺寸、重量，经济性较差。尤其海上平台的造价高、设备运输困难，因此在满足传输功率的需求下应尽量优化系统容量的设计。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出了一种海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法及装置。

第一方面，提供一种海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法，所述海上风电柔直输电系统的非对称容量优化方法包括：

选取海上风电柔直输电系统中的额定功率传输点，并基于所述额定功率传输点的功率确定所述额定功率传输点线路上的最大/最小损耗；

基于所述额定功率传输点的额定功率、所述额定功率传输点线路上的最大/最小损耗确定海上换流站直流端口的最大有功功率和陆上换流站直流端口的最大有功功率；

分别基于海上换流站直流端口的最大有功功率和陆上换流站直流端口的最大有功功率确定海上换流站并网点的最大有功功率以及陆上换流站并网点的最大有功功率；

分别基于上换流站并网点的最大有功功率以及陆上换流站并网点的最大有功功率确定海上换流站并网点的额定容量和陆上换流站并网点的额定容量；

其中，额定功率传输点为：海上换流站直流端口或陆上换流站直流端口。

优选的，所述基于所述额定功率传输点的功率确定所述额定功率传输点线路上的最大/最小损耗，包括：

当所述额定功率传输点为海上换流站直流端口时，按下式确定所述额定功率传输点线路上的最小损耗△P_dcmin：

上式中，I_dcmin为所述额定功率传输点线路上的最小电流，R_min为所述额定功率传输点线路上直流电缆的最小电阻，其中，所述额定功率传输点线路上的最小电流的计算式如下：

上式中，P_1dc为海上换流站直流端口的功率，U_dcmax为全线最大直流电压；

当所述额定功率传输点为路上换流站直流端口时，按下式确定所述额定功率传输点线路上的最大损耗△P_dcmax：