本發(fā)明屬于直流調(diào)制領(lǐng)域，具體涉及一種考慮交流線路故障概率及相互影響的直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路選擇方法。

背景技術(shù)：

高壓直流輸電中的直流功率調(diào)制技術(shù)可以提高所連接交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。直流功率調(diào)制(DC power modulation，DCM)是在直流集控系統(tǒng)中加入附加直流調(diào)制器，從兩端交流系統(tǒng)中提取反映系統(tǒng)異常的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)直流的傳輸功率，使之快速吸收或補(bǔ)償其所連交流系統(tǒng)的功率過(guò)?；蛉鳖~，起緊急支援和阻尼振蕩的作用。

國(guó)內(nèi)已有大量文獻(xiàn)研究如何利用直流系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)特性改善系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。小信號(hào)直流功率調(diào)制能有效抑制小干擾下的功率振蕩，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；在大擾動(dòng)情況下，合理利用直流的短時(shí)過(guò)載能力可以快速調(diào)制其注入交流系統(tǒng)的直流功率可以彌補(bǔ)暫態(tài)過(guò)程中功率的不平衡量，從而提高暫態(tài)功角穩(wěn)定性。

直流功率調(diào)制的輸入信號(hào)選取對(duì)調(diào)制效果有明顯的影響。選取不同地點(diǎn)的輸入信號(hào)，系統(tǒng)敏感程度不同，因而導(dǎo)致不同的調(diào)制效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮到直流附近交流線路故障概率及相互影響的直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路選取方法，該方法不僅量化了各條交流線路之間的相互影響程度，還考慮到了各條線路的故障發(fā)生概率的影響，為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路的選取提供了良好的依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路選擇方法，包括如下步驟，

S1：初步選取交流線路作為監(jiān)測(cè)線路，根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估初步選取交流線路故障發(fā)生概率，并基于此為各交流線路賦予權(quán)重值；

S2：對(duì)初步選取交流線路分別設(shè)置擾動(dòng)，由此求解各交流線路功率前m次擺擾動(dòng)能量，并分別做歸一化處理；

S3：定義基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)，即將權(quán)重值與歸一化之后的擾動(dòng)能量值進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，選擇交流線路影響指標(biāo)最大的交流線路作為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)具體定義方式如下，

由于交流線路i的故障擾動(dòng)導(dǎo)致交流線路j的功率擾動(dòng)總能量 定義為

每條線路對(duì)自身的影響設(shè)為0即，并對(duì)分別進(jìn)行歸一化處理，得到對(duì)應(yīng)的為

結(jié)合各條交流線路的權(quán)重值，定義基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)，即考慮到其他交流線路故障概率時(shí)，對(duì)交流線路j可以表示為

。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S3中，選擇交流線路影響指標(biāo)最大的交流線路作為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路的具體方式如下，

比較值的大小，假設(shè)當(dāng)j=l時(shí)，最大即，表明第l條交流線路受到其他交流線路的綜合影響最大，即選擇其做為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明的方法考慮到了各條交流線路之間的互相影響，從而了解直流附近哪條交流線路受到其他交流線路的綜合影響相對(duì)最大，并將這條線路作為直流監(jiān)測(cè)線路，能夠更好的反應(yīng)其他各條交流線路的故障情況或者擾動(dòng)情況，以便于直流系統(tǒng)能夠更加迅速的做出正確的反應(yīng)；

（2）本發(fā)明的方法考慮到了各條交流線路發(fā)生故障擾動(dòng)的概率，實(shí)際電力系統(tǒng)中因?yàn)榄h(huán)境等影響，各條交流線路發(fā)生故障的概率是不同的，該方法根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估各條線路的故障發(fā)生概率，并將其反應(yīng)到賦予的權(quán)重中，從而影響了最終直流調(diào)制檢測(cè)信號(hào)的選??；

（3）本發(fā)明方法提出的考慮到擾動(dòng)概率的受其他交流線路影響指標(biāo)具有獨(dú)創(chuàng)性，這一指標(biāo)量化了其他交流線路對(duì)某條交流線路的影響程度，還考慮到了各條線路的故障及擾動(dòng)發(fā)生概率，很好的反應(yīng)了各條交流線路之間的互相影響情況，為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路的選取提供了依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是施加擾動(dòng)后功率波動(dòng)情況圖。

圖2是某直流系統(tǒng)整流側(cè)交流線路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是調(diào)制信號(hào)取自不同監(jiān)測(cè)線路時(shí)電廠H的功角搖擺曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。

本發(fā)明的一種直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路選擇方法，包括如下步驟，

S1：初步選取交流線路作為監(jiān)測(cè)線路，根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估初步選取交流線路故障發(fā)生概率，并基于此為各交流線路賦予權(quán)重值；

S2：對(duì)初步選取交流線路分別設(shè)置擾動(dòng)，由此求解各交流線路功率前m次擺擾動(dòng)能量，并分別做歸一化處理；

S3：定義基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)，即將權(quán)重值與歸一化之后的擾動(dòng)能量值進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，選擇交流線路影響指標(biāo)最大的交流線路作為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路。

進(jìn)一步的，所述基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)具體定義方式如下，

由于交流線路i的故障擾動(dòng)導(dǎo)致交流線路j的功率擾動(dòng)總能量定義為

每條線路對(duì)自身的影響設(shè)為0即，并對(duì)分別進(jìn)行歸一化處理，得到對(duì)應(yīng)的為

結(jié)合各條交流線路的權(quán)重值，定義基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)，即考慮到其他交流線路故障概率時(shí)，對(duì)交流線路j可以表示為

。

進(jìn)一步的，所述步驟S3中，選擇交流線路影響指標(biāo)最大的交流線路作為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路的具體方式如下，

比較值的大小，假設(shè)當(dāng)j=l時(shí)，最大即，表明第l條交流線路受到其他交流線路的綜合影響最大，即選擇其做為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路。

以下為本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程。

將換流站附近的交流線路L₁，L₂，L₃…L_n作為初步選取監(jiān)測(cè)線路，首先根據(jù)實(shí)際情況對(duì)線路L₁，L₂，L₃…L_n發(fā)生故障概率進(jìn)行評(píng)估，對(duì)應(yīng)各交流線路的概率分別為g₁、g₂、g₃…g_n，則有，那么對(duì)應(yīng)n條線路的權(quán)重可設(shè)置如表1所示。

其中 f_i= pg_i (i=1,2,…n；p＞0)

以線路L₁為例，首先在L₁上設(shè)置小擾動(dòng)，對(duì)應(yīng)線路j功率波動(dòng)情況如圖1所示

圖1中t₀代表擾動(dòng)發(fā)生點(diǎn)，擾動(dòng)剛發(fā)生，功率波動(dòng)最嚴(yán)重，隨著時(shí)間增加逐步趨于穩(wěn)定，其中t₁、t₂、t₃，…， t_m表示功率波動(dòng)與穩(wěn)定值P₀的前m個(gè)交點(diǎn)，那么S_1j(1)、S_1j(2)、S_1j(3) …S_1j(m)表示線路1擾動(dòng)導(dǎo)致的線路j功率波動(dòng)前m次上下擺動(dòng)的擾動(dòng)能量，實(shí)際操作時(shí)根據(jù)擾動(dòng)嚴(yán)重程度及各線路振蕩情況選擇合適的m值，則有線路1擾動(dòng)導(dǎo)致的線路j的功率擾動(dòng)總能量為

同理，線路i擾動(dòng)導(dǎo)致線路j的功率擾動(dòng)總能量為

每條線路對(duì)自身的影響設(shè)為0即，由此得到個(gè)線路擾動(dòng)能量值。

對(duì)每一行分別進(jìn)行歸一化處理，得到對(duì)應(yīng)的

結(jié)合上文中各條線路的權(quán)重值，可以計(jì)算基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)：

比較值的大小，假設(shè)當(dāng)j=l時(shí)，最大即，表明第l條線路受到其他交流線路的綜合影響最大，可選擇它做為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路。

實(shí)施例：

運(yùn)用PSD-BPA程序，采用某實(shí)際電網(wǎng)模型進(jìn)行實(shí)例分析，待研究直流線路整流側(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2中各交流線路的電壓等級(jí)均為500kV，直流系統(tǒng)的傳輸功率約為3000MW。本實(shí)施例以大方式調(diào)制為例進(jìn)行直流調(diào)制。

將線路L₁，L₂，L₃，L₄，L₅，L₆作為初步選取監(jiān)測(cè)線路，首先根據(jù)實(shí)際情況對(duì)線路L₁，L₂，L₃，L₄，L₅，L₆發(fā)生故障概率進(jìn)行評(píng)估，設(shè)置對(duì)應(yīng)各交流線路的概率分別為：g₁=0.3，g₂=0.1，g₃=0.16，g₄=0.125，g₅=0.175，g₆=0.14，若p取值為1，那么對(duì)應(yīng)6條線路的權(quán)重可設(shè)置如表4所示。

分別對(duì)L₁，L₂，L₃，L₄，L₅，L₆六條線路設(shè)置小擾動(dòng)，求得各個(gè)線路功率前三擺擾動(dòng)能量之和并進(jìn)行歸一化處理，結(jié)果如表5所示。

根據(jù)表5中的計(jì)算結(jié)果，求得基于線路故障概率的交流線路影響指標(biāo)：

由計(jì)算結(jié)果知最大，對(duì)應(yīng)L₂線路作為直流調(diào)制信號(hào)監(jiān)測(cè)線路應(yīng)具有最好的調(diào)制效果。

為了驗(yàn)證上述方法所選監(jiān)測(cè)線路的合理性，在故障發(fā)生概率最大的線路L₁上設(shè)置三相短路故障，故障開(kāi)始時(shí)間為2s，持續(xù)時(shí)間為0.1s，運(yùn)用PSD-BPA程序進(jìn)行仿真，分別選擇L₂，L₃，L₄，L₅，L₆交流線路作為大方式調(diào)制信號(hào)的監(jiān)測(cè)線路時(shí)，調(diào)制效果對(duì)比如圖3所示。

通過(guò)圖3能夠看出，用交流線路L₂作為監(jiān)測(cè)線路時(shí)，發(fā)電機(jī)功角振蕩最小，直流調(diào)制效果最佳。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。