一种多馈入交直流混合电力系统的电压稳定性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统规划领域，更具体地，涉及一种多馈入交直流混合电力系统 的电压稳定性评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着多回特高压直流工程投入运行，在我国的华东电网以及南方电网已形成多直 流馈入受端系统，直流落点密集、输送容量大，给交直流混合电力系统安全稳定运行带来了 新的挑战，如何准确评判多馈入系统的电压稳定性至关重要。
[0003] 在直流线路的规划和运行中，通常引入多馈入有效短路比指标来衡量交直流混合 电力系统中直流间相互作用的强弱以及电网对换流母线的无功电压支撑能力的强弱；其定 义如下：
[0005] 其中，Imesqu为第i直流系统的多馈入有效短路比，Saei为第i直流系统的换流母 线处的短路容量，Qcffl是第i直流系统换流站交流母线电压取强系统或弱系统边界值时换 流站内滤波器和并联电容器提供的无功功率，PdNj为第j直流系统的额定输送容量，m为多 馈入系统中所馈入的直流线路总数，MIIhi为第i直流系统对第j直流系统的交互作用因 子。
[0006] 电力系统一般会投入大量的并联电容器补偿，并联电容器的存在对电压稳定性有 着较大的影响，同时也会影响到交流系统对直流线路的无功支撑能力；但是现有技术中， 采用多馈入有效短路比获取某直流的指标值时，只考虑本直流换流站的并联无功补偿的影 响，而未涉及系统中并联电容器补偿对系统电压稳定性的影响；然而，实际动态响应过程 中，电容器的无功特性对系统电压稳定有着不利的影响；因此，现有多馈入有效短路比指标 无法准确计及系统中的并联电容器补偿，当前基于现有多馈入有效短路比指标的交直流混 合电力系统电压稳定性评估方法存在失准的问题。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多馈入交直流混合电力 系统的电压稳定性评估方法，其目的在于解决现有多馈入有效短路比指标无法准确计及系 统中的并联电容器补偿而导致当前基于多馈入有效短路比指标的交直流混合电力系统电 压稳定性评估方法失准的问题。
[0008] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多馈入交直流混合电力系 统的电压稳定性评估方法，基于计及并联电容器补偿的多馈入有效短路比，包括以下步 骤：
[0009] (1)获取多馈入交直流混合电力系统中各直流系统的换流母线处短路容量；
[0010] (2)获取多馈入交直流混合电力系统中接入并联电容器的补偿点及并联电容器的 无功容量值；其中，换流站处的并联电容器补偿归入换流母线节点，其容量为交流滤波器和 无功补偿电容器的容量之和；
[0011] (3)根据系统阻抗矩阵获取所述电力系统中直流系统间的交互因子值；根据所述 交互因子获取直流系统的等值直流功率；
[0012] 根据并联电容器补偿点与直流系统换流母线之间的阻抗，获取所述补偿点对直流 系统换流母线的无功折算因子；根据所述无功折算因子获取补偿点对换流母线的无功影响 量；将电力系统中各补偿点对换流母线的无功影响量累加，获取所述电力系统接入的所有 并联电容器对直流系统换流母线的总无功影响量；
[0013] 根据所述换流母线处短路容量、等值直流功率以及总无功影响量，获取各直流系 统换流母线处的多馈入有效短路比；
[0014] (4)将所述多馈入有效短路比与强系统边界值和弱系统边界值比较，根据比较结 果评估交直流混合电力系统的电压稳定性。
[0015] 在多馈入交直流混合电力系统中，并联电容补偿包括两部分：一是换流站处的无 功补偿装置，这部分无功补偿较集中，且单个容量大，对自身直流落点处的电压稳定有较大 影响，且会影响系统中其他直流系统的电压稳定性；将换流站处的并联电容器补偿归入换 流母线节点，其容量为交流滤波器和无功补偿电容器的容量之和；二是并联电容补偿，分散 在系统各节点的接地电容器组，单个容量不大，对各直流落点电压稳定的影响主要受补偿 点到直流落点间的电气距离影响。
[0016] 优选的，上述步骤（3)具体包括以下步骤：
[0017] (3-1)获取第i直流系统的换流母线对第j直流系统的换流母线的多馈入交互因
[0018] 其中，Zij为第i直流系统的换流母线与第j直流系统的换流母线之间的互阻抗， Zii为第i直流系统的换流母线处的自阻抗，i为直流系统编号；
[0019] 多馈入交互因子用于描述一个直流系统对另一直流系统的电压影响作用的强 弱；
[0020] (3-2)根据第i直流系统的换流母线对第j直流系统的换流母线的多馈入交互因 子MIIFji,获取第j直流系统对第i直流系统的直流功率分量Peqij=MIIFM其中，P 为第j直流系统的额定输送功率；j为直流系统编号；
[0021] (3-3)根据系统中各直流系统对待评估直流系统的等值直流功率分量，获取待评
[0022] 其中，m为系统中的直流线路总数；
[0024] 其中，Zik为补偿接入点k与第i直流系统的换流母线之间的互阻抗，Zn为第i直 流系统的换流母线处的自阻抗；
[0025] 由于不同位置的补偿点接入并联电容器对系统电压稳定性的作用大小不同，采用 无功折算因子表征系统中并联电容器补偿点对换流母线的电压影响程度；
[0026] (3-5)根据补偿点k对第i直流系统的换流母线的无功折算因子FKrcik，将各并 联电容器无功容量折算至换流母线处，获取补偿接入点k对换流母线的无功影响量Qak = Qck*pRPCik!
[0027] 其中，(^是指补偿接入点k处接入的并联电容器补偿容量；
[0028] 采用补偿点对换流母线的无功影响量，表征各补偿点接入的并联电容器对系统电 压稳定性的不利影响，其值不仅与补偿点的位置有关，还与补偿容量成正相关关系；揭示并 联电容器补偿容量和位置对系统电压稳定性的影响；
[0029] (3-6)根据补偿接入点k处接入的并联电容器补偿容量QCik，获取交直流混合电力
[0030] 其中，n为电力系统中接入并联电容器补偿的总节点数，包括各直流的换流母线节 占.
[0031] 系统中接入的并联电容器在动态过程中无法提供有效的无功输出，导致系统对直 流换流母线电压支撑能力减弱，给交直流混合电力系统的电压稳定性带来不利影响；换流 母线出的总无功影响量公式用于定量地表征系统中并联电容器对电压稳定作用的影响；
[0032] (3-7)根据待评估直流系统的短路容量、等值直流功率以及折算至换流母线处的 总无功影响量，获取待评估直流系统计及并联电容器补偿的多馈入有效短路比指标，
[0034] 其中，Sacd为第i直流系统的换流母线处的短路容量，P"为第i直流系统的额定 输送功率；
[0035] 系统中并联电容器补偿的接入对系统电压稳定带来了不利影响，降低了系统电压 稳定性水平，反映到多馈入有效短路比中，是在换流母线的容量Sa。中减去系统并联电容器 对此换流母线的总无功影响量Q^。
[0036] 优选的，上述步骤（4)根据计及并联电容器补偿的多馈入有效短路比评估交直流 混合电力系统电压稳定性的方法具体如下：
[0037] a、比较交直流混合电力系统中各直流系统的有效短路比，获取各直流系统的有效 短路比的最小值mini IMESCE?
[0038] b、将上述最小有效短路比值minIIMESQi与强系统边界值及弱系统边界值进行比较，
[0039] 若minIIMESQi>强系统边界值，判定该交直流混合电力系统为强系统，在发生单一 线路故障情况下，该系统能够保持电压稳定；
[0040] 若弱系统边界值<minIIMESQi<强系统边界值，判定该交直流混合电力系统为弱系 统，在发生单一线路故障情况下，该系统可能发生电压失稳；
[0041] 若minIIMESQi<弱系统边界值，判定该交直流混合电力系统为极弱系统，该系统不 能稳定运行。
[0042] 优选的，强系统边界值为2. 5,所述弱系统边界值为I.5。
[0043] 多馈入交直流混合电力系统接入多回直流系统，每个直流系统都有其有效短路比 值；某直流系统的短路比值越大，表明交流系统对此直流系统无功支撑能力越强；而整个 交直流混合电力系统的电压稳定性取决于支撑能力最弱的直流系统，即各直流系统有效短 路比中的最小值。
[0044] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：
[0045] (1)本发明提供的多馈入交直流混合电力系统电压稳定性评估方法，通过无功折 算因子FKrc，表征系统中并联电容器补偿点对换流母