多直流馈入受端系统动态无功补偿装置的布点方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及多直流馈入受端系统动态无功补偿 装置的布点方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国国民经济的快速发展，广东珠江三角洲地区等负荷中心的负荷水平逐年 增加，需要进一步发展远距离、大容量西电东送战略，实现资源优化配置。未来的西电东送 战略将采用直流输电为主的技术路线，随着受端负荷中心的直流输电系统的数量和容量增 加，受端系统多直流集中馈入的电网结构特征愈发突出。而电压失稳是多直流馈入受端系 统面临的最大风险，若发生受端系统交流线路短路等故障，在系统故障恢复过程中多回直 流会同时吸取大量无功功率，受限于受端系统的电压支撑能力，受端系统的交流母线电压 将难以恢复并发展为电压崩溃。
[0003] 为解决受端系统的交流母线电压难以恢复的问题，在变电站布置动态无功补偿装 置能够在故障恢复过程中快速提供感性无功功率，有助于系统电压恢复，维持系统电压稳 定。但是负荷中心地区变电站土地资源紧缺，且计及动态无功补偿装置成本，在电网中大规 模配置动态无功补偿装置是难以实现的，因而需研究优化多直流馈入受端系统动态无功补 偿布点问题，即通过合理地安排有限数目动态无功补偿装置的装设站点，实现最大限度改 善电压稳定性的目标。
[0004] 目前，现有的布点方法电网一般依据专家经验制定若干个布点方案，并通过大量 的仿真对比来确定最终布点方案，该方法的计算量较大且存在一定的盲目性。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提出一种多直流馈入受端系统动态无功补偿装置的布点方法，能减 少计算量，提高布点的准确性和效率。
[0006] 本发明实施例提供一种多直流馈入受端系统动态无功补偿装置的布点方法，包 括：
[0007] 对于多直流馈入受端系统的N条交流母线，依次获取每条交流母线的N个电压动 态响应曲线数据；其中，第X条交流母线的N个电压动态响应曲线数据是在N个变电站依次 仿真发生三永故障时，所述第X条交流母线从故障到其恢复过程中对应的N个电压动态响 应曲线数据；N为正整数，X为小于等于N的正整数；
[0008] 根据每条交流母线的N个电压动态响应曲线数据，依次计算每条交流母线的N个 电压轨迹-时间积分值；
[0009] 对每条交流母线的N个电压轨迹-时间积分值进行求和，并按照和值由大到小的 顺序依次选取M条交流母线，将所述M条交流母线所对应的变电站作为候选布点，M为小于 等于N的正整数；
[0010] 根据各所述候选布点与直流逆变站节点之间的阻抗矩阵元素，计算获得各所述候 选布点的综合指标；
[0011] 按照所述综合指标从大到小的顺序选取L个候选布点作为最终布点，其中，所述L 为所述多直流馈入受端系统动态无功补偿装置的预设配置个数，且L为小于等于M的正整 数。
[0012] 进一步的，所述依次获取每条交流母线的N个电压动态响应曲线数据，具体为：
[0013] 在每个所述变电站中随机选取一回出线作为故障线路，获得N条故障线路；
[0014] 采用机电暂态仿真程序，依次获取每条交流母线在所述N条故障线路依次发生三 永故障时对应的N个电压动态响应曲线数据。
[0015] 进一步的，所述根据每条交流母线的N个电压动态响应曲线数据，依次计算每条 交流母线的N个电压轨迹-时间积分值，具体为：
[0016] 根据每条交流母线的N个电压动态响应曲线数据，采用受扰电压轨迹-时间积分 方法，按照以下公式计算每条交流母线的N个电压轨迹-时间积分值：
[0017]
[0018] 其中，Akl表示第k条交流母线的第i个电压动态响应曲线数据，Vkl(O)为所述第 k条交流母线的初始稳态电压；Vki (t)为t时刻的采样电压；t。为第i条交流母线的三永故 障仿真结束时刻；tOTd为所述第k条交流母线的电压从V kl (t)恢复到Vkl (0)的时刻；i和k 均为小于等于N的正整数。
[0019] 进一步的，所述对每条交流母线的N个电压轨迹-时间积分值进行求和，具体为：
[0020] 按照以下计算公式，对每条交流母线的N个电压轨迹-时间积分值进行求和；
[0021]
[0022] 其中，Ak为第k条交流母线N个电压轨迹-时间积分值的和。
[0023] 进一步的，所述根据各所述候选布点与直流逆变站节点之间的阻抗矩阵元素，计 算获得各所述候选布点的综合指标，具体为：
[0024] (a)根据各所述候选布点与直流逆变站节点之间的阻抗矩阵元素，分别计算各所 述候选布点的整体支撑作用指标和均衡支撑作用指标；
[0025] 所述整体支撑作用指标具体根据以下计算公式计算获得：
[0026]
[0027] 其中，Zhj为节点阻抗矩阵第h行、第j列的元素；j为第j个候选布点；η为所述多 直流馈入受端系统的直流输电系统总数目；I_(j)为第j个候选布点的所述整体支撑作用 指标，用于反应第j个候选布点对多回直流功率恢复支撑作用的整体效果；
[0028] 所述均衡支撑作用指标具体根据以下计算公式计算获得：
[0029]
[0030] 其中，Ibal (j)为第j个候选布点的所述均衡支撑作用指标，用于反应第j个候选布 点对多回直流功率恢复支撑作用的均衡效果；
[0031] (b)按照以下公式，采用极差变化方法，分别对所述整体支撑作用指标和均衡支撑 作用指标进行标准化处理；
[0032]
[0033]
[0034] 其中，/_(/)为标准化后的第j个整体支撑作用指标，为标准化后的第j 个均衡支撑作用指标；
[0035] (C)根据标准化后的所述整体支撑作用指标和均衡支撑作用指标，按照以下计算 公式，采用线性加权求和的方法，计算各所述候选布点的综合指标；
[0036]
[0037] 其中，S(j)为第j个候选布点的综合指标，且第一加权系数λ ^第二加权系数 λ 2的和为1。
[0038] 可见，实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[0039] 本发明实施例提供了一种多直流馈入受端系统动态无功补偿装置的布点方法， 首先依次获取每条交流母线在任一交流母线发送三永故障时所对应的N个电压动态响应 曲线数据，再计算每条交流母线的N个电压轨迹-时间积分值，对每条交流母线的电压轨 迹-时间积分值进行求和后，按照和值的由大到小选取M条交流母线所对应的变电站作为 候选布点。最后根据各候选布点与直流逆变站节点之间的阻抗矩阵元素，计算获得各候选 布点的综合指标，按照各候选布点的综合指标由大到小的顺序，选取L个候选布点作为最 终布点，L为多直流馈入受端系统动态无功率补充装置的预设配置个数。相比于现有技术 依赖专家人为经验选择候选布点再采用仿真计算确定最终布点，本发明技术方案采用合理 准确的计算方法确定最终布点，提高布点选择的准确性和效率。
[0040] 进一步的，本发明对各条交流母线发送三永故障进行仿真计算，计算多直流馈入 受端系统近区电网交流故障及其恢复过程各母线动态电压响应曲线数据，计算量较小，计 算成本低廉。
[0041] 进一步的，本发明采用受扰电压轨迹-时间积分方法，并将抽样故障下同一母线 的电压轨迹-时间积分值求和，该积分值反映了母线电压恢复的难易程度，该和值反映了 积分面积的累积效果，能够用于准确判定多直流馈入受端系统的薄弱母线，物理意义明确。
[0042] 进一步的，本发明基于候选布点与直流逆