一種海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種柔性直流輸電系統(tǒng)的計(jì)算方法，特別是關(guān)于一種海上柔性直流輸 電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 柔性直流輸電（VSC-HVDC)技術(shù)采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)等全控器件組成 電壓源換流器（VSC)，采用脈沖寬度調(diào)制（PWM)技術(shù)將直流電壓逆變?yōu)榉岛拖辔痪煽?的交流電壓，具有很多的優(yōu)點(diǎn)。目前，采用柔性直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨海域電網(wǎng)互聯(lián)，已成為 世界各國(guó)海底電纜輸電工程建設(shè)的主流。
[0003] 海上柔性直流輸電系統(tǒng)的電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要且細(xì)致的工 作，通常需要根據(jù)負(fù)荷情況和輸電距離，結(jié)合實(shí)地情況，提出各種可行的候選方案，計(jì)算各 候選方案的工程造價(jià)，通過(guò)計(jì)算結(jié)果的比較，選擇出最合理的電壓等級(jí)和輸電容量。在W 往的海上柔性直流輸電系統(tǒng)的電壓等級(jí)和輸電容量計(jì)算方法中，一般W建設(shè)費(fèi)用為主要標(biāo) 準(zhǔn)，W年運(yùn)行費(fèi)用作為輔助標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電壓等級(jí)和輸電容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是采用該種方法時(shí)， 無(wú)法充分考慮運(yùn)行費(fèi)用對(duì)電壓等級(jí)和輸電容量的影響。而且，海上鉆井平臺(tái)上的負(fù)荷對(duì)于 供電可靠性的要求較高，但上述柔性直流輸電方案的計(jì)算方法中，一般將可靠性因素作為 約束條件進(jìn)行考慮，該種方法難W體現(xiàn)可靠性因素對(duì)直流系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種充分考慮建設(shè)費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用和可靠性 費(fèi)用=方面影響的海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法，W降低海上柔性 直流輸電系統(tǒng)的工程造價(jià)和運(yùn)行成本。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取W下技術(shù)方案；一種海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等 級(jí)與輸電容量計(jì)算方法，包括W下步驟：
[0006] 1)收集原始數(shù)據(jù)，包括負(fù)荷地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平、地理環(huán)境、電力負(fù)荷特性和負(fù)荷預(yù) 測(cè)數(shù)據(jù)；根據(jù)收集到的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，選擇負(fù)荷最小年的正常負(fù)荷預(yù)測(cè)值作為正常負(fù)荷量 P。。,，選擇負(fù)荷最大年的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值作為最大負(fù)荷量Pmay;根據(jù)負(fù)荷地區(qū)的地理環(huán)境和 電力負(fù)荷特性，確定柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電距離L;根據(jù)負(fù)荷地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平，確定該地 區(qū)的年經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總量GDP;根據(jù)電力負(fù)荷特性，確定該地區(qū)的年用電量E;
[0007] 2)確定柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案的備選方案，由N種電壓 等級(jí)和M種輸電容量共組合生成NXM種柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案 的備選方案；
[000引3)計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的投資費(fèi)用B;
[0009] 4)計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，并將運(yùn)行費(fèi)用轉(zhuǎn)化為柔 性直流輸電系統(tǒng)投建時(shí)刻的等效金額0 ;
[0010] 5)計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的可靠性費(fèi)用，并將可靠性費(fèi)用轉(zhuǎn)化 為柔性直流輸電系統(tǒng)投建時(shí)刻的等效金額R;
[0011] 6)計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的綜合費(fèi)用C，計(jì)算公式如下：
[0012] C=B+0+R；
[0013] 7)選擇綜合費(fèi)用C最低的備選方案作為柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量 設(shè)計(jì)方案。
[0014] 所述步驟2)中，確定NXM種柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案的 備選方案包括W下步驟：
[0015] (1)根據(jù)最大負(fù)荷量Pma,和柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電距離L計(jì)算正極電壓V的可 行范圍，計(jì)算公式如下：
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法，包括以下步驟： 1) 收集原始數(shù)據(jù)，包括負(fù)荷地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平、地理環(huán)境、電力負(fù)荷特性和負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù) 據(jù)；根據(jù)收集到的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，選擇負(fù)荷最小年的正常負(fù)荷預(yù)測(cè)值作為正常負(fù)荷量P n"， 選擇負(fù)荷最大年的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值作為最大負(fù)荷量Pmax;根據(jù)負(fù)荷地區(qū)的地理環(huán)境和電力 負(fù)荷特性，確定柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電距離L ;根據(jù)負(fù)荷地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平，確定該地區(qū)的 年經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總量GDP ;根據(jù)電力負(fù)荷特性，確定該地區(qū)的年用電量E ; 2) 確定柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案的備選方案，由N種電壓等級(jí) 和M種輸電容量共組合生成NXM種柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案的備 選方案； 3) 計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的投資費(fèi)用B ; 4) 計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，并將運(yùn)行費(fèi)用轉(zhuǎn)化為柔性直 流輸電系統(tǒng)投建時(shí)刻的等效金額〇 ; 5) 計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的可靠性費(fèi)用，并將可靠性費(fèi)用轉(zhuǎn)化為柔 性直流輸電系統(tǒng)投建時(shí)刻的等效金額R ; 6) 計(jì)算每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)的綜合費(fèi)用C，計(jì)算公式如下： C = B+0+R ； 7) 選擇綜合費(fèi)用C最低的備選方案作為柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì) 方案。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法，其 特征在于：所述步驟2)中，確定NXM種柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量設(shè)計(jì)方案的 備選方案包括以下步驟： (1) 根據(jù)最大負(fù)荷量Pmax和柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電距離L，計(jì)算正極電壓V的可行范 圍，計(jì)算公式如下：
在正極電壓可行范圍內(nèi)，選擇N種電壓等級(jí)作為可供選擇的正極電壓；負(fù)極電壓取正 極電壓的相反數(shù)； (2) 根據(jù)正常負(fù)荷量PnOT和最大負(fù)荷量P _，計(jì)算柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電容量S的可 行范圍，計(jì)算公式如下： Pnor彡 S<2Pmax; 在柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電容量可行范圍內(nèi)，選擇M種輸電容量作為可供選擇的輸電 容量； (3) 在可供選擇的N種電壓等級(jí)和M種輸電容量中任意選擇一種電壓等級(jí)和一種輸電 容量進(jìn)行組合，再根據(jù)柔性直流輸電系統(tǒng)的輸電距離和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得到一種電壓等級(jí)與輸電 容量計(jì)算方案；N種電壓等級(jí)和M種輸電容量組合生成NXM種柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí) 與輸電容量設(shè)計(jì)方案的備選方案。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種海上柔性直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)與輸電容量計(jì)算方法，其 特征在于：所述步驟3)中每一種備選方案中柔性直流輸電系統(tǒng)投資費(fèi)用B的計(jì)算方法包括 以下步驟： (1) 根據(jù)柔性直流輸電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定柔性直流輸電系統(tǒng)中換流站個(gè)數(shù)