一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法及系统与流程

专利检索2026-07-25  1


本发明涉及电网安全,并且更具体地,涉及一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法及系统。


背景技术:

1、我国能源资源与负荷中心呈现“逆向分布”趋势,必然需要建设远距离、大容量的输电通道,以全面实现国内范围内能源资源的最优化配置。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converters,mmc)的高压柔性直流输电技术(high voltage directcurrent,hvdc)具备直流电压灵活可控、无换相失败、电能质量高等优势,因而被广泛认为适用于城市电网互联、偏远地区供电以及清洁能源远距离大容量输电等多个应用场景。国家电网有限公司已建成张可再生能源柔性直流(柔直)电网示范工程和渝鄂背靠背柔直工程,南方电网已建成鲁西背靠背柔直工程、昆柳龙直流工程、粤港澳大湾区柔直背靠背工程和舟山五端柔直工程。

2、甘肃电网处于西北电网的中心位置,是西北电网的主要组成部分,目前交流电网最高电压等级为750kv。国家电网有限公司将新建甘肃-浙江特高压柔性直流工程。届时,我国将建成首条直流送受端均采用柔性直流输电技术的特高压直流。高比例新能源经直流外送系统受限于能源基地的电网条件,通常存在网架薄弱、短路容量不足的特点。柔性直流输电技术的特高压直流工程因在故障期间不存在换流站暂态过电压问题被广泛推广,但由于换流站为系统提供短路电流,使得在规划柔性直流工程落点方案时需对落点近区短路电流水平进行校核。此外,柔性直流输电系统故障后,送端新能源机组往往将感受到比较严重的暂态过电压,可能引发大面积新能源机组脱网,此类风险是目前最常见也是亟待解决的关键。

3、以目前甘浙特高压柔性直流工程接入系统方案为例,如图1所示。甘浙直流工程配套建设风电400万、光伏发电约为700万千瓦,主要布局武威北、凉州北地区;配套400万千瓦支撑性煤电,布局在榆林地区。水源变元入河西至白银现有750kv线路,并且甘州~河西、河西~水源线路在河西站外搭接,最终形成750kv甘州~水源变~白银线路,并新建河西~水源~白银1回750kv线路。制约其直流输电能力的关键因素主要为特高压直流工程接入电网后,近区短路电流水平超标;发生交流故障后,系统稳定性约束及新能源暂态压升约束。

4、目前,对于这种基于柔性直流输电技术的特高压送出系统的输电能力校核,尚无统一的校核流程及规范,多通过遍历校核各种可能的方式后总结得出直流送电能力,计算量大且效率低。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明提出了一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法,包括:

2、获取与特高压柔性直流系统输电能力相关的基础数据,基于所述基础数据,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平;

3、基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案;

4、基于所述特高压柔性直流工程落点方案,筛选出特高压柔性直流输电能力待校核方式,以计算出特高压柔性直流输电能力pdcmax;

5、基于所述特高压柔性直流输电能力pdcmax,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,以确定特高压柔性直流工程的输电能力是否满足运行要求。

6、可选的,基础数据,包括:

7、特高压柔性直流工程落点方案在电网不同条件下的运行方式数据和柔性直流不同落点方案模型数据;

8、所述运行方式数据,包括:不同配套开机组合数据、负荷水平数据和直流运行工况数据。

9、可选的,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平,具体为:计算特高压柔性直流工程不同落点方案下,换流站及近区母线的短路电流水平。

10、可选的,基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案,包括:

11、统计并筛选出短路电流水平不满足运行要求的场站,分别对各短路电流超标场站增加短路电流抑制措施,以得出特高压柔性直流工程落点方案。

12、可选的,特高压柔性直流输电能力待校核方式,包括:

13、对不同配套电源台数及新能源接入量,校核柔直落点近区交流故障和直流本体故障;

14、进行柔直落点近区交流故障后,系统稳定性和新能源机端暂态过电压水平校核;

15、进行柔直本体故障后,系统稳定性和新能源机端暂态过电压水平校核;

16、确定所述柔直落点近区交流故障中,最严重的故障为约束柔直接入系统的限制故障;

17、确定在新能源暂态过电压约束下,不同直流工况下新能源可接入量;

18、所述柔直落点近区交流故障,包括:交流线路n-1三永故障、主变n-1故障和交流线路n-2三永故障;

19、所述柔直本体故障,包括:直流闭锁和直流线路接地故障。

20、可选的,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,包括:

21、选出需要校核特高压柔性直流工程的运行方式,使用柔直落点近区交流故障中和直流本体故障中的最严重约束故障,进行特高压柔性直流工程接入系统后特性校核,以确定新能源机端暂态过电压超标场站,并配置分布式调相机,以抑制故障后新能源机端暂态过电压。

22、再一方面,本发明提出了一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的系统,包括:

23、采集单元,用于获取与特高压柔性直流系统输电能力相关的基础数据,基于所述基础数据,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平;

24、筛选单元,用于基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案;

25、计算单元,用于基于所述特高压柔性直流工程落点方案,筛选出特高压柔性直流输电能力待校核方式,以计算出特高压柔性直流输电能力pdcmax;

26、校核单元,用于基于所述特高压柔性直流输电能力pdcmax,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,以确定特高压柔性直流工程的输电能力是否满足运行要求。

27、可选的,基础数据,包括:

28、特高压柔性直流工程落点方案在电网不同条件下的运行方式数据和柔性直流不同落点方案模型数据;

29、所述运行方式数据,包括:不同配套开机组合数据、负荷水平数据和直流运行工况数据。

30、可选的,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平,具体为:计算特高压柔性直流工程不同落点方案下,换流站及近区母线的短路电流水平。

31、可选的,基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案,包括:

32、统计并筛选出短路电流水平不满足运行要求的场站,分别对各短路电流超标场站增加短路电流抑制措施,以得出特高压柔性直流工程落点方案。

33、可选的,特高压柔性直流输电能力待校核方式,包括:

34、对不同配套电源台数及新能源接入量,校核柔直落点近区交流故障和直流本体故障;

35、进行柔直落点近区交流故障后,系统稳定性和新能源机端暂态过电压水平校核;

36、进行柔直本体故障后,系统稳定性和新能源机端暂态过电压水平校核;

37、确定所述柔直落点近区交流故障中,最严重的故障为约束柔直接入系统的限制故障;

38、确定在新能源暂态过电压约束下,不同直流工况下新能源可接入量;

39、所述柔直落点近区交流故障,包括:交流线路n-1三永故障、主变n-1故障和交流线路n-2三永故障;

40、所述柔直本体故障,包括:直流闭锁和直流线路接地故障。

41、可选的,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,包括:

42、选出需要校核特高压柔性直流工程的运行方式,使用柔直落点近区交流故障中和直流本体故障中的最严重约束故障,进行特高压柔性直流工程接入系统后特性校核,以确定新能源机端暂态过电压超标场站,并配置分布式调相机,以抑制故障后新能源机端暂态过电压。

43、再一方面,本发明还提供了一种计算设备,包括:一个或多个处理器;

44、处理器,用于执行一个或多个程序;

45、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如上述所述的方法。

46、再一方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如上述所述的方法。

47、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

48、本发明提供了一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法,包括:获取与特高压柔性直流系统输电能力相关的基础数据,基于所述基础数据,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平;基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案;基于所述特高压柔性直流工程落点方案,筛选出特高压柔性直流输电能力待校核方式,以计算出特高压柔性直流输电能力pdcmax;基于所述特高压柔性直流输电能力pdcmax,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,以确定特高压柔性直流工程的输电能力是否满足运行要求。本发明简单易行,在特高压柔性直流系统输电能力校核中加以采用可明显提高计算效率,节省人力物力,创造明显的经济效益。


技术特征:

1.一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础数据,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平,具体为:计算特高压柔性直流工程不同落点方案下,换流站及近区母线的短路电流水平。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述特高压柔性直流输电能力待校核方式,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,包括:

7.一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的系统,其特征在于,所述系统包括:

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述基础数据,包括:

9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平,具体为:计算特高压柔性直流工程不同落点方案下,换流站及近区母线的短路电流水平。

10.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案,包括:

11.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述特高压柔性直流输电能力待校核方式,包括:

12.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,包括:

13.一种计算机设备,其特征在于,包括:

14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1-6中任一所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种用于特高压柔性直流工程输电能力校核的方法及系统,属于电网安全技术领域。本发明方法,包括:获取与特高压柔性直流系统输电能力相关的基础数据,基于所述基础数据,计算出特高压柔性直流换流站短路电流水平;基于所述特高压柔性直流换流站短路电流水平,筛选出特高压柔性直流工程落点方案;基于所述特高压柔性直流工程落点方案,筛选出特高压柔性直流输电能力待校核方式,以计算出特高压柔性直流输电能力P<subgt;dcmax</subgt;;基于所述特高压柔性直流输电能力P<subgt;dcmax</subgt;,校核特高压柔性直流工程在不同运行方式下的满送条件,以确定特高压柔性直流工程的输电能力是否满足运行要求。本发明节省了人力物力,创造明显的经济效益。

技术研发人员:程奕,习工伟,徐式蕴,张裕苑,李宗翰,彭龙,于琳,孙华东,赵兵,樊明鉴,郑帅飞,马全,王歆
受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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