一种基于多馈入短路比的多直流落点选择方法

摘要

本发明涉及一种基于多馈入短路比的多直流落点选择方法。该方法的步骤为：计算多馈入短路比集合M；确定多直流落点方案；计算所述方案的整体性指标；计算所述方案的均衡性指标；计算所述方案的干扰性指标；标准化处理指标矩阵中的数据结果；制定多直流落点选择策略，计算评估值；比较所述的评估值，选择交流网架结构条件下的最优多直流落点方案；调整所述交流网架结构，返回第一步；比较不同交流网架结构条件下的最优多直流落点方案。该方法为多直流馈入电网规划设计提供评估指标和技术依据，该方法具有简单、实用、操作性强的特点。

主权项

1.一种基于多馈入短路比的多直流落点选择方法，其特征在于，所述选择方法包括下述步骤：（1）计算多馈入短路比集合M；（2）确定多直流落点方案；（3）计算所述方案的整体性指标；（4）计算所述方案的均衡性指标；（5）计算所述方案的干扰性指标；（6）标准化处理指标矩阵中的数据结果；（7）制定多直流落点选择策略，计算评估值；（8）比较所述的评估值，选择交流网架结构条件下的最优多直流落点方案；（9）调整所述交流网架结构，返回步骤（1）；（10）比较不同交流网架结构条件下的最优多直流落点方案；所述步骤（1）中，确定落点范围或节点集合N，并根据直流系统的多直流落点方案集合P，计算所述集合P的各直流的多馈入短路比，形成多馈入短路比矩阵M，如式①：$M=\left[\begin{array}{cccc}{M}_{11}& M_{12}& ...& M_{1n}\\ M_{21}& M_{22}& ...& M_{2n}\\ .& .& & .\\ .& .& ...& .\\ .& .& & .\\ M_{p1}& M_{p2}& ...& M_{\mathrm{pn}}\end{array}\right]$                   ①式①中，n为多直流落点数，p为多直流落点方案个数；所述步骤（2）中，根据多馈入短路比限制约束条件，初步确定多直流落点方案；所述限制约束条件为式②：M_ij＞M_min               ②式②中，M_ij为矩阵M中元素表示第i个方案对应的第j回直流的多馈入短路比数值；M_min为最小多馈入短路比；所述步骤（3）中，将整体性指标定义为p个方案中第i个方案对应的所有直流系统的多馈入短路比平均值，即：$I_{\mathrm{sum}}\left(i\right)=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{M}_{\mathrm{ij}}$              ③式③中，i=1,…,p，对应第i个多直流落点方案；M_ij为矩阵M中元素表示第i个方案对应的第j回直流的多馈入短路比值；n为第i个方案下的多直流落点数；所述步骤（4）中，将均衡性指标定义为所述p个方案中第i个方案对应的所有直流系统的多馈入短路比数值的均方差，即：$\bar{M}\left(i\right)=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{M}_{\mathrm{ij}}$                ④$I_{\mathrm{bal}}\left(i\right)=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{[M_{\mathrm{ij}}-\bar{M}\left(i\right)]}^2}$               ⑤式④和⑤中，i=1,…,p，对应第i个多直流落点方案；M_ij为矩阵M中元素表示第i个方案对应的第i回直流的多馈入短路比值；n为第i个方案下的多直流落点数；所述步骤（5）中，将干扰性指标定义为新增多回直流系统后，已有直流系统的多馈入短路比数值与之前多馈入短路比数值的变化量平均值，即：$I_{\inf }\left(i\right)=\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}[M_j\left(0\right)-M_{\mathrm{ij}}]$                 ⑥式⑥中，i=1,…,m,…p,对应第i个多直流落点方案；M₁(0),M₂(0),…,M_m(0)为已有m回直流系统在电网中的多馈入短路比的大小；所述步骤（6）中，形成指标矩阵，对指标矩阵中的整体性指标、均衡性指标和干扰性指标计算结果进行数据标准化处理：根据步骤（3）、（4）和（5）的计算结果，形成指标矩阵D，如式⑦：$D={\left[\begin{array}{cccc}{I}_{\mathrm{sum}}\left(1\right)& I_{\mathrm{sum}}\left(2\right)& ...& I_{\mathrm{sum}}\left(p\right)\\ I_{\mathrm{bal}}\left(1\right)& I_{\mathrm{bal}}\left(2\right)& ...& I_{\mathrm{bal}}\left(p\right)\\ I_{\inf }\left(1\right)& I_{\inf }\left(2\right)& ...& I_{\inf }\left(p\right)\end{array}\right]}_{3\times p}$                 ⑦对整体性指标I_sum、均衡性指标I_bal和干扰性指标I_inf进行数据标准化处理后有：$\left\{\begin{array}{c}{\hat{I}}_{\mathrm{sum}}\left(i\right)=\frac{I_{\mathrm{sum}}\left(i\right)-\min \left(I_{\mathrm{sum}}\right)}{\max \left(I_{\mathrm{sum}}\right)-\min \left(I_{\mathrm{sum}}\right)}\\ {\hat{I}}_{\mathrm{bal}}\left(i\right)=\frac{\max \left(I_{\mathrm{bal}}\right)-I_{\mathrm{bal}}\left(i\right)}{\max \left(I_{\mathrm{sum}}\right)-\min \left(I_{\mathrm{sum}}\right)}\\ {\hat{I}}_{\inf }\left(i\right)=\frac{\max \left(I_{\inf }\right)-I_{\inf }\left(i\right)}{\max \left(I_{\inf }\right)-\min \left(I_{\inf }\right)}\end{array}\right.$                   ⑧式⑧中，I_sum={I_sum(1),…,I_sum(i),…,I_sum(n)}；I_bal={I_bal(1),…,I_bal(i),…,I_bal(n)}；I_inf={I_inf(1),…,I_inf(i),…,I_inf(n)}；min和max分别取指标矩阵中的最小值和最大值；通过式⑦的标准化，所述整体性指标、均衡性指标和干扰性指标均同向单调；且整体性指标、均衡性指标和干扰性指标数值在[0,1]区间内，数量级一致，且均无量纲；所述步骤（7）中，基于相对比较法确定所述整体性指标、均衡性指标和干扰性指标的权重系数，提出多直流落点选择策略，依据所述策略计算各个多直流落点方案的评估值；基于相对比较法确定整体性指标、均衡性指标和干扰性指标的权重系数，其计算公式如下：${\lambda }_i=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\lambda }_{\mathrm{ij}}}{\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\lambda }_{\mathrm{ij}}}$            ⑨其中，λ_ij+λ_ji=1（i≠j），λ_ii=0；针对所述整体性指标、均衡性指标和干扰性指标{I_sum,I_bal,I_inf}，结合工程实际情况，判断出指标之间的相对关系有：I_sum>I_bal、I_sum>I_inf、I_bal>I_inf；基于相对比较法的多直流落点选择策略如下：$S\left(D\right)={\lambda }_1{\hat{I}}_{\mathrm{sum}}+{\lambda }_2{\hat{I}}_{\mathrm{bal}}+{\lambda }_3{\hat{I}}_{\inf }$                      ⑩根据式⑩表示的多直流落点选择策略来计算评估值；所述步骤（8）中，比较各个多直流落点方案的计算评估值，选择在某一交流网架结构条件下的最优多直流落点方案：其中评估值最大者即为最优多直流落点方案；所述步骤（9）中，若规划电网存在至少一种交流网架结构，则在不同的交流网架结构条件下，重新进行步骤（1）～步骤（8）的计算，计算在不同交流网架结构下的最优多直流落点方案的评估值；所述步骤（10）中，比较步骤（9）中不同交流网架条件下的最优多直流落点方案，选取不同交流网架条件下的最优多直流落点方案：评估值最大者即为在最优多直流落点方案；所述步骤（10）中，当因交流网架结构变化导致原有直流系统多馈入短路比增高时，步骤（5）的干扰性评价指标I_inf(i)为负数，所述I_inf(i)标准化后对应的指标取值为${\hat{I}}_{\inf }\left(i\right)=1.$