CAT电瓶多馈入直流系统的特高压直流接入方式优选方法

摘要：当今社会在时代影响下技术水平得以迅猛发展，特高压的交直流相应技术已经获得有效应用，这也是今后我国在电网发展中值得重点分析的内容。本文围绕着多种影响元素实现有效评价指标体系的构建，能够展开对网损、静态安全等全方面开展开评估。并且，也基于此提出了多馈入直流系统的特高压直流接入方式的优选方法，有效探究最优接入方式。

关键词：多馈入；直流系统；特高压

 

引言：多馈入直流的特高压交流电网将本来的相应结构变得更为复杂，也导致一些影响稳定性的问题出现。单个交流，或者是直流等方面的故障都可能会导致换相失败这一状况的呈现，更甚者会造成更为严重的不良影响，也就是出现闭锁。若是在运行过程中，换相出现严重问题，在功率恢复的过程之中，会需要交流系统提供大量的功率才能够确保有足够的换相电压。多馈入直流的系统可以使电网本身的结构更密集。在应用中，选择适当的直流落点、接入模式等能够将不良影响最大限度的减小，提高电网在运行中的安全，也能减少经济方面的投入。

1.评价指标体系

1.1选取原则

科学构建评价指标体系是正确落实决策的重要前提。所以，在构建多馈入直流系统特高压直接流入形式的评价指标中，选择指标需要遵循相应的原则。系统性。这一体系的构建应该可以从不同的角度系统的反映不同类型的直流流入形式对于系统在运行之中的影响。可量化性。应该尽可能的选择可以量化，或者是能够模糊量化的指标，才可更方便选择。典型性。应该有效把握重点，将问题存在的重要内容分析，并且，也要明确不同指标之间的差异，也增强可比性。在建立评价指标这一体系前，应该将其中的关键点确定^[1]。具体来讲，其选择需要在分析以上原则的前提下，将问题的主要方面凸显，才可更轻松的展开计算与分析。通过多馈入直流特高压的直接流入形式的特征以及目标，需要从经济、安全以及远景适应等方面明确中心评价标准，建立包含网损、静态安全等多方面元素的综合评价指标体系。

1.2网损指标

网损可以充分体现特高压的不同接入形式其在运行上所花费的相应成本，是能够直观展现其经济属性的标准。通常情况下，以ΔP_Loss=P_G-P_LD这一式子展开相应计算。在此之中P_G考察的是电网区域中的总体发电功率。P_LD是所考察区域的总的负荷功率。在具体开展的计算之中，应利用拓扑结构、运行模式等对于在一定区域中呈现的潮流水平进行分析，将其中的网络损耗有效计算，进而探究其经济性。

1.3静态安全

静态安全属性具体指的是系统的变压器等相关设备在实际使用中，因为不同故障而退出运行，其运用的相应设备呈现的过载程度。静态安全性指标可从潮流角度展现安全供电力^[2]。在特高压情况下，直流不同的接入形式，会导致其在网络之中的潮流分布出现极大的转变。若是其过重可能会导致安全方面的风险。当系统出现N-1的问题时，有可能会使一些线路的功率超出热稳极限。为了更好的探析不同种类的接入形式中具有的静态安全性，其指标如下，

0 P_r＜0.8P_rmax

I_pfo（1r）=

Pr／P_rmaxPr≥0.8P_rmax

I_pfo= I_pfo（1r）

其中，I_pfo（1r）是静态故障下的第r条线路具有的静态安全值，Pr是第r条考核线路在静态下的相应功率。P_rmax是在第r条考核线路中的热稳定极限值。n_pf是考核线路的总量。I_pfo是在特高压的情况之下，不同类型的馈入形式其相应的静态安全系数。这一系数其值越高，就能够表明在静态下其过载程度不断提高，安全性也随之降低。

1.4短路比

多端口的戴维南等值多馈入直流系统的简化模型如图1。

图
1 多馈入直流等值系统简化模型

多馈入的短路比标准能够充分的体现交流电网对于电压实际的支撑能力，可以依据此分析电压所具有的相应稳定性。在交流系统中，对于直流电压具有的支撑力主要依据受端交流系统以及与之联系的直流系统的容量。但是，因为在从前的短路比指标中，并未对多回流之间的相互作用进行分析，以致结果可能更偏向于乐观的角度。为了将这一问题解决，提出了多馈入短路比这一思想。

特高压直流分层接入方式如图2，其分别接入1000kW以及500kW的交流电网。此种分层接入的模式，也可以在多馈入短路比之中实际应用。

图
2 特高压直流分层接入方式

1.5传输极限

断面传输功率的极限标准能够体现在不同的接入形式下其可利用情况。断面传送的功率其极限值越大，就能够表明其直流断面的可利用率就越高，进行功率输送的能力也就越强。同时，抗干扰性也得以提高。另外，满足今后经济发展需要的传输裕度也随之增强。

1.6暂态稳定性

交流故障极限切除的时间能够当做判断多馈入直流系统其暂态稳定性的重要标准。当直流接入区域附近的母线出现短路的情况时，会导致母线电压下降的状况。若是其一致的降低，直到某标准值时，直流系统就会出现换相失败的状况。如果问题维持的时间相对较长，还会因换流器重复性出现换相失败，进而导致闭锁情况。其出现闭锁会让交直流系统出现较大的损失，也对系统的稳定运行形成安全隐患。交流故障极限其切除时间的数值越大，直流系统能够有效抵御故障的能力就越强，暂态稳定性得以提高。

2.基于主客观最优组合赋权的优选方法

2.1评价指标规格化矩阵

设多目标系统是通过n个方案而组成的决策集，评价指标为m，可形成以下决策矩阵。

x₁₁ … x_1n

X= =［x_ij］_m×n

x_m1 … x_mn

其中，i=1,2…，m;j=1,2,…,n;x_ij是决策方案j指标i的值。因为不同的指标存在着量纲以及级别等方面的问题，能够达成将此两者的不可公度这一属性大幅度的降低，在实际展开决策之前，应加大对评价指标的探究。在进行对决策的优选前，应取i值分析，提升优选效果。

2.2基于主客观加权属性值一致化的组合赋权

因为在进行不同的决策之中，其重要性往往不是一致的。所以，需要为不同的指标明确相应权值，进而确定其对于决策方案所产生的影响力，也会对最终的优选结果产生直接作用。因此，在权值上的确定其关键性明显。为了能够使权值更好的体现决策者的主观意愿，也能将其客观属性发挥，可通过G1法明确主观权重，利用熵权法确定客观权重，以此两种形式综合的方式获得组合权重，进而实现权值的有效明确。

2.3基于相对贴近度的决策方案优选

通过各决策方案能够得到相对理想点的贴近度T_j，利用不同的方案进行这一数值的计算，其值越小则越优。本文成功建立多馈入直流系统的特高压直接流入方式的评价体系以及最优组合赋权的优选形式，其决策程序如图3。

图

摘要：当前社会于时代作用里技术水准得以飞速发展，特高压的交流与直流对应技术已然得到有效运用，这亦是往后我国于电网发展里值得着重剖析的内容。本文环绕着诸多影响因素达成有效评价指标体系的构建，能够针对网损、静态安全等全方位展开评估。并且，也据此提出了多馈入直流系统的特高压直流接入方式的优选办法，有效探寻最优接入方式。

关键词：多馈入；直流系统；特高压

 

引言：特高压交流电网中多馈入直流，使原本的相应结构变得越发繁杂，还致使一些影响稳定性的问题得以出现，直流方面出故障，或是单个交流层面存有欠佳状况，都能致使换相失败这一情形呈现出来，甚至会造成更为严重恶劣的影响，即出现闭锁 ，要是在运行进程里，换相存在严重问题，在功率恢复的进程当中，会需要交流系统供给大量功率，才能够确保具备充足的换相电压，多馈入直流的系统能够让电网自身的结构变得更为密集 。于应用里头，挑选适宜的直流落点，以及接入模式等，这般可把不良影响降至最大限度，提升电网于运行之际的安全程度，同时还能削减经济层面的投入 。

1.评价指标体系

1.1选取原则

科学搭建评论指标体系是准确贯彻决策的关键前提，因此，于构建包含多馈入直流系统特高压直接流入形式的评价指标时，挑选指标得依照相应原则，系统性，此体系的搭建理应能够从各异视角系统地呈现不同种类的直流流入形式对系统运行带来的影响，可量化性，应当尽量挑选能够量化，或者能够模糊量化的指标，才更便于挑选，典型性 。必须切实有效地把控重点，对问题所存在的关键内容予以剖析，并且，还得明晰不同指标相互之间的差异，进而增强可比性。在构建评价指标这一体系之前，还要把其中的关键要点确定下来。^[1]具体来说，其进行选择时，要在对以上原则加以分析的状况下，把问题的主要方面突显出来，如此才能够更轻松地开展计算以及分析。借助多馈入直流特高压的直接流入形式的特征以及目标，要从经济、安全以及远景适应等层面明确中心评价标准，构建起包含网损、静态安全等多个方面元素的综合评价指标体系。

1.2网损指标

特高压不同接入形式于运行中产生的相应成本，能通过网损充分体现出来，它是可直观展现特高压经济属性的标准。一般而言，是以ΔP 。_Loss=P_G-P_LD这一式子展开相应计算。在此之中P_G考察的是电网区域中的总体发电功率。P_LD这是所考察区域的总的负荷功率，在具体开展计算的时候，要运用拓扑结构、运行模式等，针对在一定区域里呈现的潮流水平展开分析，把其中的网络损耗有效计算出来，进而探究其经济性 。

1.3静态安全

静态安全属性所确切指代的，乃是系统范畴之类如变压器等关联性设备，于实际运用进程内，鉴于各异故障致使运行退出，其运用的对应设备所呈现出的过载程度规模。静态安全性指标能够从潮流层面角度展现安全供电力情况 。^[2]在特高压情形下，直流有着不同的接入方式，这会致使其在网络里的潮流分布产生极大的变化。要是其负荷过重，就可能引发安全方面的风险 。当系统遭遇N - 1问题时，有些线路的功率或许会超出热稳极限 。为了更深入地剖析不同类型接入形式所具备的静态安全性，它的指标如下 。

0 P_r＜0.8P_rmax

I_pfo（1r）=

Pr／P_rmaxPr≥0.8P_rmax

I_pfo= I_pfo（1r）

其中，I_pfo（1r）为静态故障情形之下的第r条线路所具备的静态安全值，Pr乃第r条考核线路于静态状态时的相应功率。P。_rmax是在第r条考核线路中的热稳定极限值。n_pf是考核线路的总量。I_pfo在特高压情形之中，存在不同类型的馈入形式，与之对应的是静态安全系数。该系数的值越高，意味着在静态状况下，过载程度持续加大，而安全性却随之下降 。

1.4短路比

多端口的戴维南等值多馈入直流系统的简化模型如图1。

图
1 多馈入直流等值系统简化模型

标准的多馈入短路比，能够充分展现交流电网对电压实际的支撑能力，据此可分析电压相应的稳定性。在交流系统里面，直流电压的支撑力，主要依据受端交流系统以及与之关联的直流系统的容量。然而，由于以往的短路比指标，没有对多回流之间的相互作用予以分析，致使结果或许更倾向于乐观的层面。为解决此问题，提出了多馈入短路比这一理念。

特高压直流分层接入方式呈现于图2当中，它分别接入功率为1000kW以及500kW的交流电网，这样一种分层接入的模式，同样能够在多馈入短路比里面进行实际应用 。

图
2 特高压直流分层接入方式

1.5传输极限

断面传输功率的极限标准，能体现于不同接入形式下的可利用状况，断面传送功率的极限值越大，表明直流断面的可利用率越高，功率输送能力越强，同时抗干扰性提高，另外满足今后经济发展需要的传输裕度也增强。

1.6暂态稳定性

判断多馈入直流系统暂态稳定性的重要标准，可将交流故障极限切除时间当作。直流接入区域附近母线短路时，会致使母线电压下降。若持续降低直至某标准值，直流系统会出现换相失败。若问题持续时间较长，因换流器反复换相失败，会导致闭锁。出现闭锁会使交直流系统遭受较大损失，还对系统稳定运行构成安全隐患。当交流故障极限其切除时间的数值不断增大的时候，直流系统能够有效抵御故障的能力就会变得越强，进而暂态稳定性能够得到提高。

2.基于主客观最优组合赋权的优选方法

2.1评价指标规格化矩阵

将多目标系统设定为由n个方案所构成的决策集，其评价指标为m，如此便能够形成下面这样的决策矩阵。

x₁₁ … x_1n

X= =［x_ij］_m×n

x_m1 … x_mn

其中，i=1,2…，m;j=1,2,…,n;x_ij这是决策方案里j指标的i的值，由于有对不同指标量纲以及级别等方面的考量，能够实现把此两者不可公度的属性大幅降低，在实际开展决策之前，要加强对评价指标的研究，在进行决策优选前，要选取i值进行分析，以此提升优选效果。

2.2基于主客观加权属性值一致化的组合赋权

之所以在进行不同的决策时，其重要性常常并非是一致的，是由于此。所以，要为不同的指标去明确相应的权值，从而确定其对于决策方案所产生的影响力，这也会对最终的优选结果产生直接的作用。因而，在权值上的确定其关键性是明显的。为了能够让权值更好地体现决策者的主观意愿，也能将其客观属性发挥出来，可借助G1法明确主观权重，运用熵权法确定客观权重，通过以此两者以综合的方式来获得组合权重，进而达成权值的有效明确。

2.3基于相对贴近度的决策方案优选

通过各决策方案能够得到相对理想点的贴近度T_j对这一数值展开计算时，会运用不同的方案，该数值越小就越具备优势。在本文当中，成功构建起了多馈入直流系统的特高压直接流入方式的评价体系，还有最优组合赋权的这种优选形式，它的决策程序如被编号标注为图3的那样。

图
3 优选流程

结束语：因为特高压交直流在稳步发展着，导致多馈入直流系统当中相应的电网也就逐渐增多了，特高压直流的接入模式不会接受过于的限制，在探究特高压直流接入办法这事上是有应用价值的。本文把电网网损、短路比等相应关键元素进行分析，并且基于此营造评价体系，从多个角度剖析特高压接入给电网造成的作用。并且凭借主客观加权属性一致达成最优组合分析，经由具备一定贴近度的指标达成各接入方案的量化评估。在本文之中所搭建的评价指标，其内容清晰，针对影响元素展开全面分析，而且优选方式易于达成。

3 优选流程

结束语：随着特高压交直流的稳步发展，多馈入直流系统的相应电网也在逐渐增加，特高压直流的接入模式也不会受到过多的限制，对于探究特高压直流的接入方法上有着应用价值。本文结合电网网损、短路比等相应重要元素分析，并基于此构建评价体系，以多个角度分析特高压接入对于电网所形成的作用。并以主客观加权属性一致实现最优组合分析，通过具有一定贴近度的指标实现各接入方案的量化评估。在本文中所构建的评价指标内容清晰，对影响元素全面分析，优选方式也容易实现。