关于特高压直流分层接入电网的落点选择研究论文_张海峰

(全球能源互联网研究院有限公司 北京 102200)

摘要:随着科技和经济的持续进步,电网企业的发展已经逐渐变成目前我们国家十分重视的对象之一。特高压直流分层计入交流电网不同电压等级的运行模式,可以有效缓解潮流疏散问题。从某种角度来看,直流落点可以算作是一类多目标决策的问题,由于采用了直流分层接入的形式之后,会创设综合评价指标,因此需要在原有基础上创设与之对于的落点选择策略。本篇文章将阐述特高压直流分层接入电网方式的主要特点,分析接入电网落点选择的评价指标,并对于接入电网的具体选择方面提出一些合理的见解。

关键词:特高压直流;分层接入方式;直流落点选择;电网规划

引言:从现阶段发展而言,我国特高压交直流已经取得了全新的突破。为了能够充分处理特高压直流分层接入落点选择方面的问题,理应对实际接入的评价指标展开研究,以此为交直流电网规划提供相应的技术支撑。

一、特高压直流分层接入电网方式的主要特点

在特高压直流高端换流变以及低端换流变的位置接入网架,其大小分别是500kV和1000KV。由于其同级位置的阀组正在串联运行,针对高低存差异的阀组分层接入2个交流直网,从而使得其阐述发生改变。高阀组的触发角、熄弧角以及直流电压都会出现变化。基于这一情况,应当对其采取分解的方式,不能直接置于极层内部,以便于整个系统可以更好地响应,使得直流分层可以输入到不同的电压等级内部[1]。

由于电压等级存在差异,使得落点之间的电气距离通常都比较小,所以每当有电压等级出现扰动的时候,都会对其他换流站的正常运行造成影响。特别是无功电压控制方面,任意等级的投切是否会对其他滤波器造成影响将会成为主要关注对象。在进行落入点确定的时候,理应对这一因素带来的影响进行考虑。

二、特高压直流分层接入电网落点选择的评价指标

(一)经济性指标

在对于方案本身的经济性指标展开评价的时候,一般主要包括两个方面分别是工程造价和网络损耗。首先是工程造价,由于定压等级出现扰动后会对其他电压等级带来影响。为了能够尽可能降低其影响,一般可以采用分层接入点之间增加距离的方式,以此改变工程造价。其次是网络耗损,由于直流点的差异不会对接入后的潮流分布带来影响,因此会对网络损坏带来影响。但是,网络损耗和系统正常运行模式之间存在联系,在实际计算的时候,可以选用多个不同方式下的平均值作为主要指标值。

(二)接入短路比

直流通常会采取分层接入的形式,从系统的角度而言,相当于将其分成2个容量完全意义的直流,之后再依靠母线对其展开分层,促使其可以接入到1000kV以及500kV。而从短路比的定义进行考虑的时候,其计算模式和接入方式之间并没有任何差异,只是在进行分层接入的时候,特高压需要对分层接入的不同电压分别计算多馈入短路比,当有导纳阵出现之后,需要同时保留分层接入交流电网的1000kV和500kV换流站母线机器其他直流换流站母线[2]。

(三)对投运直流带来的影响

当电网出现中新投运情况的时候,往往会对当前已经初夏年投运的直流运行特性带来一定程度的影响。单从短路比的情况来说,很容易造成已经投运的直流多馈入短路比出现下降的情况。为了能够对其接入情况展开分析,理应提出三项指标,分别是整体性指标、均衡性指标以及干扰性指标,以此可以从多个不同的角度对当前已经投入运行的直流将分析实际造成的影响。基于“木桶理论”的内容,选择直流分层接入后,已投运直流的多馈入短路比最小值作为分层接入直流对已投运直流的影响指标。为此,首要工作便是需要确保直流本身能够完成正常运行,而其他一些已投运直流造成的影响,可以依靠稳定裕度对其进行考虑。

(四)系统暂态稳定裕度

直流分层在全部接入之后,通常会对整个电网本身的稳定性以及安全性带来一定程度的影响,不同的接入方案实际带来的影响完全不一样。一般来说,系统暂态安全稳定主要包括暂态功角稳定、暂态电压安全以及暂态频率。这三个不同的指标,全部都可以依靠集成了EEAC理论的FASTESET仿真软件通过时域仿真的方式得到。

如果处在单故障状态,其稳定裕度痛处在最小值。一般来说,系统内部的稳定裕度需要依靠时域仿真进行,对当前所有可能出现的方案和故障予以扫描对比,整体工作量非常大。而且在不同的方案下,实际出现的故障存在非常明显的不同。基于这一情况,在实际操作的时候,为了能够提升工作效率以及仿真对比的有效性价值,可以将不同的直流分层直接接入到方案之中,依靠对于系统薄弱断面输电能力产生的变化,以此对不同方案带来的影响展开对比[3]。

三、特高压直流分层接入电网的具体选择

所谓方案优化,主要是针对同一个问题采用多种方案,一般主要包括目标规划法、多目标模糊决策法以及理想解排序法。在实际决策的时候,不同指标的权重往往会起到非常重要的作用,其权重本身的合理性,在一定程度上字节决定评价方式的合理性。在机械能权重确定的时候,同样可以通过三种方式,分别是主观赋权法、客观赋权法以及组合赋权法。这其中,主观赋权法又能够细分成两类,分别是层次分析法和德尔菲法。客观赋权法也能细分为两类,分别是熵权法以及模糊聚类分析法。而组合赋权法则是在原本结果的基础上,研究全新的综合型赋权方式,以此对早期各类赋权法存在的缺陷予以弥补。

(一)明确指标权重

由于每一类指标的重要性差异化巨大,因此需要对每一个评价指标确定一个前置,以此表示决策方案的影响程度,权值本身的合理性都会对结果带来不同的影响。因此,采取德尔菲法或者熵权法都可、这其中,德尔菲法已经较为成熟,无需提前准备样本数据,专家人员直接凭借自身经验便能够对其重要性进行评价。而熵权法虽然处理难度较高,但是却通常可以客观地反映出指标信息熵值本身的效用价值。但是,其通常需要样本数据,因此往往很难对各个指标进行横向对比。

为了可以促使权值一方面能够反映出决策人员自身的主观愿望,另一方面又能将决策工作的客观性价值展现出来,一般可以使用德尔菲法对主观权重进行确定,再依靠熵权法对客观权重进行确定。将两者获得的结果结合在一起,便能够得到综合权重的数值。

(二)落点选择

当各个指标的权重全部都确认之后,可以依靠计算的方式,对不同直流分层接入方案的指标值进行计算。也就是可以基于灰色关联理论提供的TOPSIS法,以此对当前选用的接入方案进行优化。通过分析TOPSIS法可以发现,对现实中的每一个方案和最佳方案和最差方案之间的距离进行计算,通过理想解的相对洁净度作为综合评估的标准。同时还可以通过灰色关联度对TOPSIS法进行全面优化。如此一来,备选方案和理想方案直接的贴合度比啊能够得到确切表述,以此对各个方案的差异进行明确,为最终方案的提出提供数据参考。

四、结束语

综上所述,从电网运行规划的实际情况出发,对其特点和造成的影响进行计算,以此可以得出不同的接入方案。通过计算指标值的方式,并基于TOPSIS法本身,以此得出最佳优化方案,进而为落点规划提供技术支撑。

参考文献:

[1]刘振亚,秦晓辉,赵良,etal.特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网的应用研究[J].中国电机工程学报,2016,33(10):1-7.

[2]付蓉,周振凯,汤奕,etal.特高压直流分层接入方式下换流母线电压的稳定性[J].高电压技术,2017,43(12):4103-4111.

[3]汤奕,陈斌,皮景创,etal.特高压直流分层接入方式下受端交流系统接纳能力分析[J].中国电机工程学报,2016,36(7):1790-1800.

论文作者:张海峰

论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期

论文发表时间:2019/5/16

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