本发明涉及电力系统领域,特别是涉及一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法及系统。
背景技术:
随着直流输电的发展,我国南方电网和华东电网均已形成了多馈入交直流系统。交直流电网在发生严重故障、结构完整性得不到保证的情况下,需要采取解列的措施避免系统崩溃。解列后系统分裂为2个或以上的孤立运行的子系统,直流落点分布在这些子系统中,判定含有直流落点的子系统强弱以确定子系统的稳定性十分重要。多馈入短路比是判定交直流系统强弱的重要指标,已证明其判断电压稳定、动态过电压、谐波谐振的有效性。
目前适用于网架调整的多馈入短路比计算方法可以用于计算解列后子系统的多馈入短路比,但是这种计算方法每次开断线路需要对整个阻抗矩阵进行修正,计算效率、低耗时长,无法满足电网快速分析决策的要求。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法及系统,能够快速的完成各直流落点的多馈入短路比的计算,进而,快速的确定解列后子系统的强弱、稳定性,为解列方案的选取提供依据。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法,所述方法包括:
获取待开断线路的数据;
获取所述交直流系统中相关节点的阻抗,所述相关节点的阻抗包括:所述交直流系统中直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗、所述直流落点与所述待开端线路端点之间的互阻抗;
开断所述待开断线路中的一条线路,将所述线路标记为当前开断线路;
计算所述当前开断线路开断后,所述相关节点的阻抗;
将所述交直流系统中的相关节点的阻抗更新为计算后的所述相关节点的阻抗;
更新待开断线路数据,将所述当前开断线路从所述待开断线路数据删除;
重复上述步骤,直至所述待开断线路全部开断完毕;
根据更新后的各所述直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗,计算解列后各所述直流落点的多馈入短路比;
根据各所述直流落点的多馈入短路比,确定所述交直流系统的稳定性。
可选的,在所述获取待开断线路数据之前,还包括:
选择一种解列方案,所述解列的方案有多种,每种所述解列方案对应多条开断线路,将所述开断线路记为待开断线路。
可选的,所述计算所述当前开断线路开断后,所述相关节点的阻抗,具体包括:
根据互阻抗公式计算所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述直流落点与所述待开断线路端点之间的互阻抗,其中,Z'ij为所述当前开断线路开断后,节点i与节点j之间的互阻抗,Zij为节点i和节点j在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjl为节点j和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjk为节点j和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为所述当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗;
根据自阻抗公式计算所述直流落点的阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗,其中,Z'ii为节点i在所述当前开断线路开断后的自阻抗,Zii为节点i在所述当前开断线路开断前的自阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗。
可选的,所述根据更新后的各所述直流落点的自阻抗和所述直流落点之间的互阻抗,计算各所述直流落点的多馈入短路比,具体包括:
根据公式计算各所述直流落点的多馈入短路比,其中,Zii为节点i的自阻抗,Zij为节点i和节点j的之间的互阻抗,Pdi为所述节点i所在直流回路的直流功率,Pdj为所述节点j所在直流回路的直流功率,n为直流落点的数量,所述节点为直流落点。
可选的,如果所述待开断线路的端点为直流落点或是所述待开断线路的共用端点,则不重复计算所述端点的自阻抗、所述端点与所述待开断线路另一端点的互阻抗。
本发明还提供了一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定系统,所述系统包括:
待开断线路获取单元,用于获取待开断线路的数据;
节点阻抗获取单元,用于获取所述交直流系统中相关节点的阻抗,所述相关节点的阻抗包括:所述交直流系统中直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗、所述直流落点与所述待开端线路端点之间的互阻抗;
线路开断单元,用于开断所述待开断线路中的一条线路,将所述线路标记为当前开断线路;
节点阻抗计算单元,用于计算所述当前开断线路开断后,所述相关节点的阻抗;
节点阻抗更新单元,用于将所述交直流系统中的相关节点的阻抗更新为计算后的所述相关节点的阻抗;
待开断线路更新单元,用于更新待开断线路数据,将所述当前开断线路从所述待开断线路数据删除;
多馈入短路比计算单元,用于根据更新后的各所述直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗,计算解列后各所述直流落点的多馈入短路比;
稳定性确定单元,用于根据各所述直流落点的多馈入短路比,确定所述交直流系统的稳定性。
可选的,所述系统还包括:
解列方案选取单元,用于选择一种解列方案,所述解列的方案有多种,每种所述解列方案对应多条开断线路,将所述开断线路记为待开断线路。
可选的,节点阻抗计算单元,具体包括:
节点互阻抗计算子单元,用于根据互阻抗公式计算所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述直流落点与所述待开断线路端点之间的互阻抗,其中,Z'ij为所述当前开断线路开断后,节点i与节点j之间的互阻抗,Zij为节点i和节点j在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjl为节点j和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjk为节点j和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为所述当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗;
节点自阻抗计算子单元,用于根据自阻抗公式计算所述直流落点的阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗,其中,Z'ii为节点i在所述当前开断线路开断后的自阻抗,Zii为节点i在所述当前开断线路开断前的自阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗。
可选的,所述多馈入短路比计算单元,具体包括:
多馈入短路比计算子单元,用于根据公式计算各所述直流落点的多馈入短路比,其中,Zii为节点i的自阻抗,Zij为节点i和节点j的之间的互阻抗,Pdi为所述节点i所在直流回路的直流功率,Pdj为所述节点j所在直流回路的直流功率,n为直流落点的数量,所述节点为直流落点。
可选的,所述节点阻抗计算单元还用于当所述待开断线路的端点为直流落点或是所述待开断线路的共用端点时,不重复计算所述端点的自阻抗、所述端点与所述待开断线路另一端点的互阻抗。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明通过通过对交直流系统中相关的参数进行计算修正,得到各直流落点的多馈入短路比,无需对系统的整个阻抗矩阵进行计算修正,大大缩减了计算量,提高了计算效率,进而,能够快速的确定按照该解列方式解列后子系统的强弱、稳定性等,保障了解列方案的快速分析,满足了电网快速分析决策的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法的流程示意图;
图2为本发明实施例电网结构示意图;
图3为本发明实施例交直流系统结构示意图;
图4为本发明实施例多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法及系统,能够快速的完成各直流落点的多馈入短路比的计算,进而,快速的确定解列后子系统的强弱、稳定性,为解列方案的选取提供依据。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为为本发明实施例多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定方法的流程示意图,如图1所示,本发明提供的方法步骤具体如下:
步骤101:获取待开断线路的数据;在获取待开断线路之前,先选择一种解列方案,数据库中具有多种解列方案,每种解列方案对于一种断面信息,断面信息中包括多条待开断线路。
步骤102:获取所述交直流系统中相关节点的阻抗,所述相关节点的阻抗包括:所述交直流系统中直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗、所述直流落点与所述待开端线路端点之间的互阻抗;
步骤103:开断所述待开断线路中的一条线路,将所述线路标记为当前开断线路,此步骤为仿真操作;
步骤104:计算所述当前开断线路开断后,所述相关节点的阻抗,具体为,根据互阻抗公式计算所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述直流落点与所述待开断线路端点之间的互阻抗,其中,Z'ij为所述当前开断线路开断后,节点i与节点j之间的互阻抗,Zij为节点i和节点j在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjl为节点j和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjk为节点j和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为所述当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗,公式右侧的参数均为最近一次计算得到的数值,如果公式右侧的参数没有计算过,即第一次采用该公式进行计算,那么该公式右侧的参数取值均为获取的系统的初始参数值,初始参数值为在待开断任何一条线路时,各相关节点的阻抗值;
根据自阻抗公式计算所述直流落点的阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗,其中,Z'ii为节点i在所述当前开断线路开断后的自阻抗,Zii为节点i在所述当前开断线路开断前的自阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗,公式右侧的参数均为最近一次计算得到的数值,如果公式右侧的参数没有计算过,即第一次采用该公式进行计算,那么该公式右侧的参数取值均为获取的系统的初始参数值,初始参数值为在待开断任何一条线路时,各相关节点的阻抗值。
在上述自阻抗、互阻抗的计算过程中,如果所述待开断线路的端点为直流落点或是所述待开断线路的共用端点,则不重复计算所述端点的自阻抗、所述端点与所述待开断线路另一端点的互阻抗。
步骤105:将所述交直流系统中的相关节点的阻抗更新为计算后的所述相关节点的阻抗;
步骤106:更新待开断线路数据,将所述当前开断线路从所述待开断线路数据删除;
步骤107:判断所述待开断路线是否全部开断完毕,如果否,则重复步骤101至106,如果是,则执行步骤108,上述过程均为仿真操作;
步骤108:根据更新后的各所述直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗,计算解列后各所述直流落点的多馈入短路比,具体为,根据公式计算各所述直流落点的多馈入短路比,其中,Zii为节点i的自阻抗,Zij为节点i和节点j的之间的互阻抗,Pdi为所述节点i所在直流回路的直流功率,Pdj为所述节点j所在直流回路的直流功率,n为直流落点的数量,所述节点为直流落点。
步骤109:根据各所述直流落点的多馈入短路比,确定所述交直流系统的稳定性。
对数据库中的各解列方案中各直流落点的多馈入短路比分别进行计算与分析,由于多馈入短路比是判断电压稳定、动态过电压、谐波谐振的有效性的重要指标,参考该指标可以对实际的解列方案进行最优化的选择。
对于有n个直流落点,p条待开断线路的电网解列过程。每开断一条线路,需要计算所有直流落点的自阻抗、互阻抗以及直流落点与待开断线路端点的互阻抗,还有所有待开断线路端点自阻抗,待开断的每条线两端点之间的互阻抗。如果待开断的线路有端点是直流落点,或者两待开断线路共用一个端点,则运算量还会进一步减小。如果待开断线路的两个端点都是直流落点,那么,在计算直流落点的自阻抗和互阻抗后,就无需再重复计算两端点的互阻抗和自阻抗了。如果待开断线路的两端点中有一个端点是直流落点,这种情况与直流落点与待开断线路端点的互阻抗也无需再重复计算。如果两条或多条待开断线路共用一个非直流端点,那么该非直流落点与其他节点间的互阻抗分别只计算一次,不重复计算。
考虑一种最运算量最大的情况:p条线路端点没有直流落点,也没有任何两条线共用一个端点。下面对其总修正次数进行分析,如表一所示:
表一
根据表一,总修正次数为
sum=pn+pn(n-1)/2+p(p-1)+p(p-1)/2+pn(p-1)
=(n+1.5)p2+(0.5n2-0.5n-1.5)p
由于直流落点n是固定的,因此,总的修正次数是待开断线路数p的二次函数,而常规的阻抗矩阵修正算法运算量pm2与网络的节点数的平方成正比,运算量大大减小。
例如,对于一个1000节点的网络,直流落点数n=10,开断线路数p=10
则常规修正次数是107次,而所提方法的修正次数最大值为715次,常规方法是所提方法104倍以上!随着网络节点数量的增加,倍数还会进一步扩大。
在现有技术中,目前已有成熟的网架调整多馈入短路比的计算方法。而解列操作,是一系列的网架调整措施的组合。每次解列需要对一系列的线路进行开断,开断多条线路等价于每次开断一条线路,进行多次开断。
所以,现有方法的计算步骤如下:
步骤1、获取解列前完整系统的阻抗矩阵、直流落点以及解列断面信息。阻抗矩阵维数为m,直流落点数n,断线数量为p。
说明:整个系统阻抗矩阵为是一个m×m的方阵,其中Zii表示节点i的自阻抗,Zij—节点i和j之间的互阻抗。
直流落点信息:m节点中有n个节点接入了直流,不难理解m>n。如果i节点是一个直流落点,则阻抗矩阵Zii就是Zeqii。同时,节点j也是一个直流落点的话,Zij就是Zeqij。
解列断面信息:参考图2-1,m个节点之间通过各种线路相互连接,如果断开其中p条线,将m个节点分成2个或以上的孤岛,这p条线就构成了解列断面。
步骤2、解列开断p条线路可以按开断p次,每次开断一条线路进行,安排好开断顺序
步骤3、每开断一条线路,采用支路追加法修正整个阻抗矩阵,一共进行p轮修正运算。得到解列操作后的整个系统的阻抗矩阵。
整个阻抗矩是一个m×m的方阵,一共有m2个元素,其中m是整个网络的节点数,其中包含n个直流落点和p条开断线路的端点。一般来说,m远大于n和p,特别是在实际电网中。所以传统方法每开断一条线路,修正m2个元素,p轮开断之后一共修正pm2个元素,也就是对整个阻抗矩阵所有元素更新了p次。
步骤4、最后根据式或计算解列后子系统多馈入短路比。
详细步骤如下:
①、获取解列前完整系统的阻抗矩阵、直流落点以及解列断面信息。阻抗矩阵维数为m,直流落点数n,断线数量为p。
②、解列开断p条线路可以按开断p次,每次开断一条线路进行,安排好开断顺序
③、每开断一条线路,采用支路追加法修正整个阻抗矩阵,一共进行p轮修正运算。得到解列操作后的整个系统的阻抗矩阵。
下面以开断一条线路入手,分析多馈入短路比的影响。
一个具有m个节点,n回直流馈入的系统,其节点l和k之间支路发生了开断,其示意图如图2所示,图2为本发明实施例电网结构示意图。
采用支路追加法求解电网结构变化后的阻抗矩阵,节点l和k间增加阻抗为Zlk的支路(设支路阻抗值为z,解列开断线路zlk=-z)。
开断一条线路后,交直流系统交流侧母线任意两个节点i和j间互阻抗记为Z'ij,可通过下式计算其值:
其中,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,i=1,2,……,m,j=1,2,……,m,k=1,2,……,m,l=1,2,……,m。Zij,Zil,Zik,Zjl,Zjk,Zlk分别为节点i、j、k、l之间的互阻抗;Zkk,Zll,分别为变化前节点k、l的自阻抗。
如果i=j,则开断一条线后自阻抗值为
对开断一条线后的整个阻抗矩阵所有元素进行一次修正。解列情况下,需要同时开断p回线路的情况,可将同时断开p回线路等效为开断p次、每次开断1回线路的物理过程。设原网络N的阻抗矩阵为ZN,其i行j列元素为Zij,开断第1回线路后的阻抗矩阵为ZN(1),在此基础上开断第2回线路后的阻抗矩阵为ZN(2),…,开断第n回线路后阻抗矩阵为ZN(p)。
④、最后根据多馈入短路比的公式计算解列后子系统多馈入短路比。
假定解列后每个节点仍然是基准电压,则根据多馈入短路比的公式有
其中,KMSCRi(p)、Saci(p)、Pdeqi(p)、Zeqii(p)、Zeqij(p)分别表示开断p条线路后的节点i多馈入短路比、短路容量、等值直流功率、节点i自阻抗以及节点i、j互阻抗。
可见,现有技术中,对于一个有m个节点的网络,其每次修正次数是次,开断p条线路,其总修正次数是m2次。对于一个实际的大电网,节点数量多达几千个甚至上万个,矩阵维数m非常大,例如m=1000,p=10,修正次数达次,其计算效率极低。
而本发明提供的方法则可大大减少计算工作量,图3为本发明实施例交直流系统结构示意图,如图3所示,算例交直流系统一共有2回直流,输送有功功率均为500MW,分别接入新英格兰10机39节点系统17、13节点。如果电网解列,解列断面如上图所示,线路25-26,线路3-18,线路4-14,线路6-11在解列过程中断开,电网形成左右两个孤岛。两直流落点均位于右孤岛电网内。求解解列后每个落点的多馈入短路比。已知解列前新英格兰10机39节点系统的阻抗矩阵、解列开断线路阻抗,解列后右半孤岛切除部分有功功率而负荷不变,左半孤岛切除部分负荷,两孤岛重新平衡。
上述解列多馈入短路比的计算可以按以下步骤实施:
步骤1、获取解列前完整系统的阻抗矩阵、直流落点以及解列断面信息。阻抗矩阵维数为m=39,直流落点数n=2,断线数量为p=4。完整阻抗矩阵如下:
整个阻抗矩是一个39×39的方阵,一共有m2=39×39=1521个元素,其中39是整个网络的节点数,其中包含n=2个直流落点和p=4条开断线路的端点。其中节点13、节点17是直流落点,因此阻抗矩阵中Z13,13、Z17,17就是直流落点的自阻抗,Z13,17、Z17,13就是直流落点间的互阻抗。同理,节点25、26、3、18、4、14、5、6是开断线路的端点,一共2p=2×4=8个,Z25,26、Z3,18、Z4,14、Z5,6就是开断线路两端点间的互阻抗。
所以,一般来说,m远大于n和p,特别是在实际电网中。这里面还有m-n-2p=29个普通节点。
步骤2、解列开断p条线路可以按开断p次,每次开断一条线路进行,安排好开断顺序。开断顺序是:
线路25-26线路阻抗:0.0032+0.0323j
线路3-18线路阻抗:0.0011+0.0133j
线路4-14线路阻抗:0.0008+0.0129j
线路6-11线路阻抗:0.0007+0.0082j
步骤3、每开断一条线路,根据自阻抗和互阻抗的求解公式进行修正:
所有直流落点的自阻抗2个:Z13,13、Z17,17
所有直流落点的互阻抗1个:Z13,17(因为是对称矩阵,Z17,13=Z13,17不再计算)
直流落点与待开断线路端点的互阻抗16个:Z13,25、Z13,26、Z13,3、Z13,18、Z13,4、Z13,14、Z13,5、Z13,6、Z17,25、Z17,26、Z17,3、Z17,18、Z17,4、Z17,14、Z17,5、Z17,6。(因为是对称矩阵,Z25,13等16个元素不再计算)
所有待开断线路端点自阻抗8个:Z25,25、Z26,26、Z3,3、Z18,18、Z4,4、Z14,14、Z5,5、Z6,6。
待开断的每条线两端点之间的互阻抗4个:Z25,26、Z3,18、Z4,14、Z5,6。(因为是对称矩阵,Z26,25等4个元素不再计算)
如果待开断的线路有端点是直流落点,或者两待开断线路共用一个端点,则不进行重复运算。本算例中没有重复的情况。
随着线路逐渐断开,待开断线路数量会越来越少,计算量会比上面列举的还要少。
一共进行p=4轮运算。
初始情况,没有开断任何线路,部分阻抗矩阵,见表二、表三所示:
表二
表三
第一轮:开断线路25-26,此时待开断线路有3条,修正后部分阻抗矩阵如表四、表五所示:
表四
表五
第二轮:开断线路3-18,此时待开断线路有2条,修正后部分阻抗矩阵,如表六、表七所示:
表六
表七
第三轮:开断线路4-14,此时待开断线路有1条,修正后部分阻抗矩阵,如表八、表九所示:
表八
表九
第四轮:开断线路6-11,没有待开断线路了,修正后部分阻抗矩阵,如表十、表十一所示:
表十
表十一
结合表四-表十一,对总的运算量进行分析:
依次开断4条线路过程中阻抗矩阵修正运算次数,如表十二所示:
a)~e)分别代表:
a)所有直流落点的自阻抗
b)所有直流落点间的互阻抗
c)所有待开断线路端点的自阻抗
d)待开断的每条线两端点之间的互阻抗
e)直流落点与待开断线路端点间的互阻抗
运算量后面是逐渐减小的,因为随着线路开断的进行,待开断线路数量逐渐减少
根据式6-4,总的修正次数为
sum=pn+pn(n-1)/2+p(p-1)+p(p-1)/2+pn(p-1)
=(n+1.5)p2+(0.5n2-0.5n-1.5)p
=3.5×16-0.5×4=54
如果每次开断线路对整个阻抗矩阵进行修正,总的修正次数为pm2=39*39*4=6084次。本文发明涉及的方法仅为54次,远远小于6084次,大大提高了运算效率。
步骤4、最后根据多馈入短路比的计算公式计算解列后多馈入短路比
节点13:
节点17:
本发明通过对交直流系统中相关的参数进行计算修正,得到各直流落点的多馈入短路比,无需对系统的整个阻抗矩阵进行计算修正,大大缩减了计算量,提高了计算效率,进而,能够快速的确定按照该解列方式解列后子系统的强弱、稳定性等,保障了解列方案的快速分析,满足了电网快速分析决策的要求。
为达到上述目的,本发明还提供了一种多馈入交直流系统解列方式的稳定性确定系统,图4为,如图4所示,所述系统包括:
待开断线路获取单元401,用于获取待开断线路的数据;
节点阻抗获取单元402,用于获取所述交直流系统中相关节点的阻抗,所述相关节点的阻抗包括:所述交直流系统中直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗、所述直流落点与所述待开端线路端点之间的互阻抗;
线路开断单元403,用于开断所述待开断线路中的一条线路,将所述线路标记为当前开断线路;
节点阻抗计算单元404,用于计算所述当前开断线路开断后,所述相关节点的阻抗;
节点阻抗更新单元405,用于将所述交直流系统中的相关节点的阻抗更新为计算后的所述相关节点的阻抗;
待开断线路更新单元406,用于更新待开断线路数据,将所述当前开断线路从所述待开断线路数据删除;
判断单元407,用于判断所述待开断路线是否全部开断完毕;
多馈入短路比计算单元408,用于根据更新后的各所述直流落点的自阻抗、所述直流落点之间的互阻抗,计算解列后各所述直流落点的多馈入短路比;
稳定性确定单元409,用于根据各所述直流落点的多馈入短路比,确定所述交直流系统的稳定性。
所述系统还包括:
解列方案选取单元,用于选择一种解列方案,所述解列的方案有多种,每种所述解列方案对应多条开断线路,将所述开断线路记为待开断线路。
其中,节点阻抗计算单元404,具体包括:
节点互阻抗计算子单元,用于根据互阻抗公式计算所述直流落点之间的互阻抗、待开断线路两端点间的互阻抗、所述直流落点与所述待开断线路端点之间的互阻抗,其中,Z'ij为所述当前开断线路开断后,节点i与节点j之间的互阻抗,Zij为节点i和节点j在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjl为节点j和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zjk为节点j和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为所述当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗;
节点自阻抗计算子单元,用于根据自阻抗公式计算所述直流落点的阻抗、所述待开断线路端点的自阻抗,其中,Z'ii为节点i在所述当前开断线路开断后的自阻抗,Zii为节点i在所述当前开断线路开断前的自阻抗,Zil为节点i和节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zik为节点i和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,ZLL=Zll+Zkk-2Zlk-z,Zlk为节点l和节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的互阻抗,Zll为节点l在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,Zkk为节点k在所述当前开断线路待开断前最近一次计算得到的自阻抗,节点l和节点k为当前开断线路的两端点,z为所述当前开断线路待开断时的线路阻抗。
多馈入短路比计算单元408,具体包括:
多馈入短路比计算子单元,用于根据公式计算各所述直流落点的多馈入短路比,其中,Zii为节点i的自阻抗,Zij为节点i和节点j的之间的互阻抗,Pdi为所述节点i所在直流回路的直流功率,Pdj为所述节点j所在直流回路的直流功率,n为直流落点的数量,所述节点为直流落点。
所述节点阻抗计算单元407还用于当所述待开断线路的端点为直流落点或是所述待开断线路的共用端点时,不重复计算所述端点的自阻抗、所述端点与所述待开断线路另一端点的互阻抗。
本发明提供的系统通过对交直流系统中相关的参数进行计算修正,得到各直流落点的多馈入短路比,无需对系统的整个阻抗矩阵进行计算修正,大大缩减了计算量,提高了计算效率,进而,能够快速的确定按照该解列方式解列后子系统的强弱、稳定性等,保障了解列方案的快速分析,满足了电网快速分析决策的要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。