基于柔性直流技术的城市电网分区互联装置的定容方法

摘要

本发明公开一种基于柔性直流技术的城市电网分区互联装置的定容方法，包括下列步骤：①求解有功需求；②求解无功需求；③满足功率需求的容量设计；④基于模块化多电平换流器模块化的容量处理；⑤容量取整。在已知互联分区的基本情况下，本发明能够合理地确定分区互联装置的容量。

主权项

一种基于柔性直流技术的城市电网分区互联装置的定容方法，包括下列步骤：①求解有功需求仿真电网N‑x故障得到分区的过载故障集{f₁，f₂，…，f_k，…，f_m}，k、m分别为过载故障编号和总数，则有功需求P_d可由下式得到：P_d＝max(P₁,P₂,...,P_k,...,P_m)式中，P_k表示故障f_k情况下消除元件过载所需的最小有功支援值；②求解无功需求仿真暂态故障得到分区1电压失稳故障集{e₁，e₂，…，e_l}，分区2电压失稳故障集{g₁，g₂，…，g_n}，l、n分别为两分区电压失稳故障总数，则分区1和分区2无功需求Q_d1和Q_d2可由下式表示：$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{d1}=max(Q_1,Q_2,...,Q_l)\\ Q_{d2}=max(Q_{l+1},Q_{l+2},...,Q_{l+n})\end{array}\right.$式中，Q_t(t＝1,2，…，l，l+1，…，l+n)表示两分区各故障情况下为稳定电网电压需要分区互联装置的最小动态无功补偿值；③满足功率需求的容量设计按照下式得到两分区无功需求Q_d1和Q_d2对应所需的两端模块化多电平换流器换流站容量S_Qd1和S_Qd2：$\left\{\begin{array}{cc}{S}_{Qd}=\frac{2\sqrt{6}{I}_{bN}}{M_{\max }}({\mathrm{kU}}_s+\frac{X_{eq}{Q}_d}{{\mathrm{kU}}_s}),& Q_d<Q_{tp}\\ S_{Qd}=Q_d,& Q_d\ge Q_{tp}\end{array}\right.$式中，Q_d表示无功需求，其它参数通常情况下已知：X_eq表示装置换流站和换流站公共联接点间的等效电抗值，U_s为换流站公共联接点母线线电压幅值，k为联接变压器的变比，I_bN为换流器桥臂电流额定值，M_max为换流器的最大电压调制比，Q_tp为转折点无功功率，其中，转折点无功功率Q_tp求解如下式：$Q_{tp}=\frac{2\sqrt{6}{\left({\mathrm{kU}}_s\right)}^2{I}_{bN}}{{\mathrm{kM}}_{\max }{U}_s-2\sqrt{6}{I}_{bN}{X}_{eq}}$考虑装置两端换流站采用相同的容量设计，则分区互联装置的容量S_r由下式确定：S_r＝max(P_d,max(S_Qd1,S_Qd1))④基于模块化多电平换流器模块化的容量处理模块化多电平换流器功率单元的主电路和控制系统均采用模块化设计，对容量进行如下处理：$\left\{\begin{array}{c}{S}_r=6{\mathrm{kS}}_0\\ S_0=U_N{I}_{bN}\end{array}\right.$式中，k为正整数；S₀为一个功率单元的额定容量；U_N表示换流器功率单元的额定电压；⑤容量取整对容量S_r进行适当的取整处理，并留一定裕量。