本發(fā)明涉及一種柔性直流輸電技術(shù)的配置方法，具體講涉及一種直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法。
背景技術(shù)：
：基于柔性直流輸電的直流電網(wǎng)技術(shù)，在大規(guī)模分布式可再生能源接入、海洋群島供電、海上風(fēng)電場群集中送出、新型城市電網(wǎng)構(gòu)建等方面，被認為是最有效的技術(shù)方案，已成為國際電力領(lǐng)域研究的熱點。直流電網(wǎng)是由大量直流端以直流形式互聯(lián)組成的能量傳輸系統(tǒng)，國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)工作組B4.52的技術(shù)報告對直流電網(wǎng)所做的定義是：直流電網(wǎng)是由多個網(wǎng)狀和輻射狀聯(lián)接的變換器組成的直流網(wǎng)絡(luò)。由此可見，直流電網(wǎng)的特點是含有網(wǎng)孔和冗余，這大大提高了系統(tǒng)可靠性，但也為整個網(wǎng)絡(luò)的電壓控制提出了新的挑戰(zhàn)。在含有n個換流站的直流輸電系統(tǒng)中，功率可調(diào)換流站的個數(shù)為n-1，則系統(tǒng)控制自由度為n-1，若系統(tǒng)的支路數(shù)b大于n-1，則系統(tǒng)潮流無法通過換流站的控制實現(xiàn)有效調(diào)節(jié)，即會出現(xiàn)系統(tǒng)自由度不夠的情況。這種情況下，系統(tǒng)某些支路會因為得不到有效控制而出現(xiàn)過載跳閘，從而導(dǎo)致同一結(jié)點的其它線路因為電流突然增大而相繼被切除，進而危及整個網(wǎng)絡(luò)的安全。因此，需要引入額外的直流電網(wǎng)潮流控制設(shè)備，即直流潮流控制器，增加系統(tǒng)控制自由度，提高系統(tǒng)對潮流的有效控制能力。由于直流電網(wǎng)中存在b條支路，潮流控制器的安裝位置有b種可能，如何選擇合適的安裝位置，從而最大限度發(fā)揮潮流控制器的效用已成為需要迫切解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法，當(dāng)電網(wǎng)潮流本身能夠滿足系統(tǒng)安全運行的要求時，該方法可使系統(tǒng)潮流的分布更加合理，從而提升系統(tǒng)經(jīng)濟性；當(dāng)電網(wǎng)由于斷線或故障等因素，無法滿足系統(tǒng)安全運行的要求時，該方法不但可以通過系統(tǒng)潮流運行點的調(diào)節(jié)使系統(tǒng)滿足安全運行的要求，還可在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)潮流的分布進一步優(yōu)化。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：本發(fā)明提供一種直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法，其改進之處在于，所述配置方法包括 下述步驟：1)判定潮流運行空間的變化；2)判定支路載流量的約束。進一步地，所述步驟1)中，直流電網(wǎng)潮流控制器接入后，支路k的電流ik大小為q，則直流電網(wǎng)潮流計算的數(shù)學(xué)模型如下式①所示：I′=Y′A′(A′TY′A′)-1I′nik=q]]>①；其中：I'＝[i1…ikik+1…ib]T；In′=In1-Σj=k+1k+maj1ij...In(n-1)-Σj=k+1k+maj(n-1)ij;]]>其中：I'為系統(tǒng)除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以外的其余支路電流大??；Y'為除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以外的其余支路導(dǎo)納矩陣、A'為除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以外的系統(tǒng)關(guān)系矩陣、I'n表示計及直流電網(wǎng)潮流控制器影響的注入電流矩陣；r1、...rk、...rb分別表示各支路的電阻大?。籥k(n-1)表示關(guān)系矩陣A’中的第k行，第n-1列上元素的大??；直流電網(wǎng)潮流控制器能夠使直流系統(tǒng)潮流運行空間由點變?yōu)榧弦馕吨舰儆幸饬x，即矩陣A'TY'A'可逆，當(dāng)矩陣A'滿秩時，即rank(A')＝n-1＝rank(A)；當(dāng)直流電網(wǎng)潮流控制器的接入位置有效時，滿足如下式②：||A'TA'||≠0②；否則，判定直流電網(wǎng)潮流控制器的接入位置無效，修改關(guān)系矩陣A。進一步地，所述步驟2)中，根據(jù)直流電網(wǎng)中支路電流的限值約束得到，直流系統(tǒng)安全運行范圍是b維向量空間中的緊集，設(shè)b維向量空間中的緊集為集合D1，則集合D1中的第j維向量dj滿足式③所述的約束條件：ijmin＜dj＜ijmax③；其中：ijmin和ijmax分別為系統(tǒng)第j條支路的電流最小值和電流最大值；根據(jù)直流電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參數(shù)對系統(tǒng)潮流的約束I＝Y(jié)AU，直流電網(wǎng)潮流控制器接入后，設(shè)直流系統(tǒng)潮流的分布為滿足式①所示條件的b維向量空間D2；直流系統(tǒng)能夠安全運行則D1和D2必須存在交集，即D1與D2的范數(shù)為0，即D1和D2滿足下述約束條件：||D1-D2||＝0④；否則，判定直流電網(wǎng)潮流控制器的接入位置無效，修改潮流控制器接入位置。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：1、本發(fā)明在深刻理解直流電網(wǎng)潮流控制器工作原理的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)潮流的運行空間進行了細致分析，考慮了支路載流量對其范圍的影響，并提出了用于判斷潮流運行空間是否變化和是否滿足支路載流量要求的數(shù)學(xué)模型，該模型可用于直流電網(wǎng)潮流控制器接入位置的選擇。2、當(dāng)系統(tǒng)潮流能夠滿足支路載流量的要求時，該方法可使潮流的分布更加合理；當(dāng)系統(tǒng)潮流無法滿足支路載流量的要求時，該方法可使其在滿足支路載流量要求的基礎(chǔ)上合理分布。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法的流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。其他實施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權(quán)利要 求書的整個范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實上公開了超過一個的發(fā)明，不是要自動地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。根據(jù)直流電網(wǎng)潮流控制器的工作原理可知，直流電網(wǎng)潮流控制器的配置應(yīng)首先保證系統(tǒng)潮流的分布能夠從維向量空間的一個點變?yōu)楹鄠€點的一個集合，即保證系統(tǒng)潮流運行具有優(yōu)化空間；其次，當(dāng)系統(tǒng)潮流不能滿足線路載流量的要求時，應(yīng)保證直流電網(wǎng)潮流控制器接入后支路電流能夠滿足載流量限值的要求，即支路電流限值構(gòu)成的安全空間與網(wǎng)絡(luò)約束構(gòu)成的運行空間存在交集。根據(jù)上述直流電網(wǎng)潮流控制器的作用目的進行函數(shù)構(gòu)造，本發(fā)明提供一種直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法，其流程圖如圖1所示，其具體步驟包含以下兩點：1)潮流運行空間的變化判斷：此步驟利用網(wǎng)絡(luò)中樹圖連通性的概念對能夠影響潮流運行空間變化的支路特點進行說明，并通過矩陣的秩構(gòu)造函數(shù)對其特點及作用進行判斷。在直流電網(wǎng)中，某些支路的電流僅與功率控制換流站的狀態(tài)有關(guān)(如輻射狀結(jié)構(gòu))，而與支路參數(shù)無關(guān)(支路開路情況除外)，改變這些支路的參數(shù)大小不能夠改變系統(tǒng)潮流的分布，因此直流電網(wǎng)潮流控制器不能接在此位置。假設(shè)直流電網(wǎng)潮流控制器接入后，支路k的電流大小為q，則直流電網(wǎng)潮流計算的數(shù)學(xué)模型為：I′=Y′A′(A′TY′A′)-1I′nik=q]]>①；其中：I'＝[i1…ikik+1…ib]T；In′=In1-Σj=k+1k+maj1ij...In(n-1)-Σj=k+1k+maj(n-1)ij;]]>其中：I'為系統(tǒng)除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以外的其余支路電流大小；Y'為除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以外的其余支路導(dǎo)納矩陣、A'為除直流電網(wǎng)潮流控制器控制支路以 外的系統(tǒng)關(guān)系矩陣、I'n表示計及直流電網(wǎng)潮流控制器影響的注入電流矩陣；r1、...rk、...rb分別表示各支路的電阻大??；ak(n-1)表示關(guān)系矩陣A’中的第k行，第n-1列上元素的大小；直流電網(wǎng)潮流控制器能夠使系統(tǒng)潮流的運行空間由點變?yōu)榧弦馕吨舰儆幸饬x，即矩陣A'TY'A'可逆，也就是說，矩陣A'滿秩，即rank(A')＝n-1＝rank(A)。從網(wǎng)絡(luò)樹圖的角度來說，這意味著去掉含有直流電網(wǎng)潮流控制器的支路后，系統(tǒng)樹圖依然連通，即系統(tǒng)不會被分割為兩個孤立的部分(若孤立部分為兩個獨立的電網(wǎng)，則系統(tǒng)換流站的控制方式改變，即系統(tǒng)的控制自由度會發(fā)生變化，因此本發(fā)明不做考慮)。因此，若要使直流電網(wǎng)潮流控制器的接入位置有效，其應(yīng)滿足式②所示關(guān)系。||A'TA'||≠0②。2)支路載流量的要求判斷：由于直流電網(wǎng)中各支路電流存在載流量的限制，潮流控制器還需要保證系統(tǒng)潮流的運行空間與支路載流量的限值空間存在交集，此步驟利用范數(shù)的概念對兩個空間交集存在的情況下，系統(tǒng)潮流的特點進行了說明。根據(jù)直流電網(wǎng)中各支路電流的限值約束可知，系統(tǒng)安全運行范圍是b維向量空間中的一個緊集，不妨設(shè)此集合為D1，則D1中的第j維向量dj應(yīng)滿足式③所述約束條件：ijmin＜dj＜ijmax③；其中：ijmin和ijmax分別為系統(tǒng)第j條支路的電流最小值和電流最大值。根據(jù)直流電網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參數(shù)對系統(tǒng)潮流的約束I＝Y(jié)AU可知，直流電網(wǎng)潮流控制器接入后，設(shè)系統(tǒng)潮流的分布應(yīng)為滿足式①所示條件的b維向量空間D2。因此，系統(tǒng)能夠安全運行意味著D1和D2必須存在交集，即D1與D2的范數(shù)為0，即D1和D2須滿足條件：||D1-D2||＝0④。本發(fā)明提供的直流電網(wǎng)潮流控制器的配置方法，當(dāng)電網(wǎng)潮流本身能夠滿足系統(tǒng)安全運行的要求時，該方法可使系統(tǒng)潮流的分布更加合理，從而提升系統(tǒng)經(jīng)濟性；當(dāng)電網(wǎng)由于斷線或故障等因素，無法滿足系統(tǒng)安全運行的要求時，該方法不但可以通過系統(tǒng)潮流運行點的調(diào)節(jié)使系統(tǒng)滿足安全運行的要求，還可在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)潮流的分布進一步優(yōu)化。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明 進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3