一种直流接入对受端交流电网电压稳定影响的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种直流接入对受端交流电网电压稳定影响的评价方法。
【背景技术】
[0002]高压直流输电系统中的换流装置自身需要消耗大量的无功功率，约为其传输功率的40% — 60%，除了需要在换流站进行大量的无功补偿外，还需要从交流系统中获取部分。在交直流混联系统中由于直流落点相对密集，交直流系统间的电气耦合紧密，交流与直流系统间以及直流系统间的相互作用复杂。受端交流系统发生故障可能会引发多回直流同时或相继换相失败，在严重情况下可能进一步导致直流闭锁，引起较大的功率不平衡和潮流转移。因此，高压直流输电系统的运行情况将直接关系到整个系统的安全性与经济性，尤其是直流系统对受端交流电网暂态电压稳定的影响值得重点关注。
[0003]直流系统由于其快速可控性，已经成为提升互联电网安全性的有力措施。同时，直流系统还存在多种灵活的接入模式，如可将受端正负极分别接入不同变电站或同一变电站的不同母线，均可实现增加直流子系统间的电气距离，降低交直流系统的相互影响的效果。通过直流接入及调整合理的接入模式是提升交直流混联系统电压稳定性应的可行方案。但缺乏有效地评价直流接入对受端交直流系统电压稳定影响的评价方法。
[0004]目前，直流接入对受端交直流系统电压稳定的影响分析仅停留在稳态功率比较层面，提出了基于换流母线处交流短路功率与直流功率比值的短路比、和多馈入有效短路比之类的评价指标。这些做法仅通过简单比较交流功率与直流功率的相对大小从而来衡量交流系统对于直流系统的支撑能力，并没有解答直流系统在电压稳定问题中的角色与作用。而且这种处理方法及其指标全部立足于换流母线处，即认为直流系统与交流系统之间的相互作用集中体现在换流母线上，割裂了电压稳定问题是受负荷的无功需求、电源的无功支撑能力以及网络无功传递等多因素综合作用影响的这一共识。无法解答直流系统在电压稳定问题中的角色与作用。因此亟需一种新的评价方法，能够直观、高效低评估直流接入对受端电网电压稳定的影响。
[0005]目前提出了短路比及其改进型的多馈入有效短路比等一系列评价指标来评价交流系统和直流系统之间的相互影响，通过交流短路功率与直流功率间的比值来衡量交流系统与直流系统的相对强弱。这种方法的核心是基于稳态功率比较，即根据换流母线处的短路功率和直流输送功率的比值大小来反应交流系统与直流系统间的相对强弱。这种方法表征了交流系统与直流系统之间的相对强弱，该数值越大意味着交流系统越强，对直流系统的支撑越强。
[0006]现有的分析方法与评价指标基于稳态的功率层面考虑，立足点在直流系统接入交流系统的换流母线上，以交流短路功率和直流输送功率的比值大小来反应交流系统与直流系统间的相对强弱。但也存在着下述问题:
[0007](I)现有技术无法反映直流系统在电压稳定问题中所发挥的作用。
[0008]现在的研究表明，电压稳定是受负荷的无功需求、电源的无功支撑能力以及网络无功传递等多因素综合作用影响的动态问题。事实上，受扰后直流系统的动态无功存在性质与量值上的快速变化，显然将加剧电压稳定问题的复杂性。但现有的技术方案没有考察直流系统在电压稳定问题中的角色与所发挥的作用。
[0009](2)现有技术无法量化直流系统在电压稳定问题上的参与程度与影响范围。
[0010]现有的技术方案，仅着眼于换流母线处，割裂了电压稳定问题中诸多因素之间的耦合关系，无法将直流系统无功的变化和负荷的无功需求改变、电源的无功支撑及网络无功传递能力有效地联系起来，因而无法量化直流系统在电压稳定问题上的参与程度与影响范围。
【发明内容】
[0011]为了分析直流系统接入对受端交流系统电压稳定带来的影响及评价不同直流接入模式对电压稳定的影响程度，本发明提出一种直流接入对受端交流电网电压稳定影响的评价方法，包括以下步骤:s1、对受端交流电网进行网络等值；S2、利用时域仿真法计算多种直流接入模式下等效负荷母线的临界故障切除时间；S3、通过比较临界故障时间的大小做出评价。
[0012]本发明的技术方案在将交直流混联系统等值化简为“直流-电源-负荷”的标准环网内，综合考察直流接入、负荷动态、电源支撑与网络传递作用下的电压特性，选择在负荷母线处以临界故障切除时间为评价指标，将直流系统接入对受端交流系统暂态电压稳定的影响都等效至负荷母线上进行对比评价。该方法改变了以往仅立足于换流母线来考场交流系统与直流系统间的相对强弱，将影响电压稳定问题的诸多因素，如直流的作用、网络的功率传递、负荷的无功需求、电源的电压支撑统筹考虑。同时，该方法可使不同接入模式下直流系统对受端交流电网电压稳定的影响分析更为直观，便于研究和设计人员简单、高效地评估直流接入模式对受端交流电网电压稳定的影响。
【附图说明】
[0013]图1为本发明评价方法的含直流接入的受端电网简化图；
[0014]图2为本发明评价方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的工作原理作具体的描述。
[0016]本发明的直流接入模式对受端交流电网电压稳定影响的评价方法:
[0017]1、对受端交流电网进行等值处理
[0018]利用已有的BPA网络等值程序，对受端交流电网进行标准形式等值，保持直流接入点不变，对受端交流电网进行网络化简，如图1所示，得到标准形式的受端系统。
[0019]2、计算临界故障切除时间
[0020]根据得到的标准化受端系统，在交流系统的等效负荷母线处设置故障，故障类型为三相短路，借助时域仿真法分别对计算η种接入模式下的交直流系统进行暂态稳定计算，求出故障线路的临界切除时间T11。
[0021]3、性能评价
[0022]通过对比η种直流接入模式下，负荷等效母线的临界故障切除时间T1I的相对大小，可以对直流接入模式对受端电网电压稳定的影响作出评价。
[0023]直流接入模式对受端交流电网电压稳定影响的评价方法的基本流程如图2所示。
[0024]如果是研究η种直流接入模式对受端电网暂态稳定的影响，需要依次计算每种直流接入方式下，等效负荷母线的临界故障切除时间Th