(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111478016.X (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 国网河南省电力公司经济技 术研究 院 地址 450052 河南省郑州市二七区兴华北 街16号世纪家园附32号五楼 申请人 国家电网有限公司 　湖南大学 (72)发明人 蒋小亮　程昱明　晏昕童　邢鹏翔　 严格　苗福丰　毛玉宾　贾鹏　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 代理人 张真真 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01)G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种多直流馈入受端电网主网架承载能力 评估方法 (57)摘要 本发明提出了一种多直流馈入受端电网主 网架承载能力评估方法， 其步骤为： 首先， 构建主 网架承载能力评估指标体系， 收集电网基本信 息； 其次， 在电网稳定运行条件下进行潮流计算， 得到电网强度评估指标； 然后， 设置交流线路故 障方式， 在电网预想故障集下进行稳定性仿真， 得到电网抗扰能力评估指标； 切除交流线路故障 后对电网进行仿真， 得到电网弹性评估指标； 最 后， 分别利用电网强度评估指标、 电网抗扰能力 评估指标和电网弹性评估指标对主网架承载能 力进行评估。 本发明考虑电网可能的运行状态构 建受端电网主网架承 载能力评估指标体系， 综合 评估受端主网架承载大规模直流馈入的能力， 为 电网规划和决策人员改进受端电网主网架提供 参考依据。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114118857 A 2022.03.01 CN 114118857 A 1.一种多直 流馈入受端电网主网架承载能力评估方法， 其特 征在于， 其 步骤如下： S1： 构建主网架承载能力评估指标体系， 收集电网基本信息； 其中， 主网架承载能力评 估指标体系包括电网强度评估指标、 电网抗扰能力评估指标和电网弹性评估指标； S2： 根据步骤S1中的电网基本信息， 在电网稳定运行条件下进行潮流计算， 得到电网强 度评估指标； S3： 设置交流线路故障方式， 在电网预想故障集下进行稳定性仿真， 得到电网抗扰能力 评估指标； S4： 切除交流线路故障后对电网进行仿真， 得到电网弹性评估指标； S5： 分别利用电网强度评估指标、 电网抗扰能力评估指标和电网弹性评估指标对主网 架承载能力进行评估。 2.根据权利要求1所述的多直流馈入受端电网主 网架承载能力 评估方法， 其特征在于， 所述电网强度评估指标是指用于评估电网正常运行状态下主网架承载能力的相关指标， 包 括多馈入短路比指标、 系统总旋转动能、 系统等效惯性时间常数和系统相对惯性常数； 电网抗扰能力评估指标是指用于评估电网遭遇故障运行状态下主网架承载能力的相 关指标， 包括 故障通过率、 暂态电压稳定指标、 频率稳定指标、 功角稳定指标、 潮流安全裕度 指标和短路电流裕度指标； 电网弹性评估指标是指用于评估电网从故障状态恢复至正常水平时主网架承载能力 的相关指标， 包括频率恢复能力指标、 功角恢复能力指标和电压恢复能力指标。 3.根据权利要求2所述的多直流馈入受端电网主 网架承载能力 评估方法， 其特征在于， 所述多馈入短路比指标用于评估受端交流电网对直流系统的电压支撑强度， 其计算公式 为： 式中： MSCR为多馈入短路比指标， Saci为第i回直流换流母线处的三相短路容量， PdNi为 第i回直流的额定输送功率， MIIFj,i为在第i回直流换流母线上施加无功扰动时第j回直流 换流母线电压变化 量与第i回直 流换流母线电压变化 量的比值； 所述系统总旋转动能是指整个电网开机 机组的旋转动能之和， 其计算公式为： 式中： Hsys为系统总旋转动能， Hn为机组n的惯性时间常数， Sn为机组n的额定容量， N为机 组数量， xn为机组n的开停机状态， n ＝0时为停机状态， n ＝1时为开机状态； 所述等效惯性时间常数 是指用于 评估系统惯量水平， 其计算公式为： 式中： Heq为等效惯性时间常数； 所述系统相对惯性常数是指用于衡量直流接入受端电网后交流系统机械惯性的相对 强弱关系， 其计算公式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114118857 A 2式中： Hdc为系统相对惯性常数， Sac为系统基准功率， Pdc为直流总馈入容 量。 4.根据权利要求2所述的多直流馈入受端电网主 网架承载能力 评估方法， 其特征在于， 所述故障通过率为在同一电压等级元件发生故障后电网能安全稳定运行的数量占总元件 数量的比例， 其计算公式为： 式中： α 为故障通过率， Np为故障后电网可以安全稳定运行的情况总数， N'为预想故障总 数； 暂态电压稳定指标是指遭遇故障后， 电压能否在10s内恢复到电压稳定阈值0.9pu以 上， 其计算公式为： 式中： Tv为暂态电压稳定指标， M为受端电网500kV母线数量， 为母线 m的电压跌落严重度指标， tc为故障发生时刻， Um(t)为母 线m在时刻t的电压幅值， US,m为母线m保持暂态电压稳定的阈值； 频率稳定指标包括故障后系统暂态极值频率和故障后系统准稳态频率； 功角稳定指标采用故障后最大功角差， 其计算公式为： δ ＝max| δi'‑δj'|； 式中： δi'为故障后第i'台发电机的功角， δj'为故障后第j'台发电机的功角； 潮流安全裕度指标用于监测电网故障后线路的潮流 安全， 其计算公式为： 式中： ρ 为潮流 安全裕度指标， Pmax为输电线路热 稳极限功率， P为故障后线路传输功率； 短路电流裕度指标表征短路故障下受端电网5 00kV母线的载流水平， 其计算公式为： 式中： K为短路电流裕度指标， Imax为500kV母线m允许流过的短路电流上限， I为500kV母 线发生三相金属性短路时的短路电流大小。 5.根据权利要求2所述的多直流馈入受端电网主 网架承载能力 评估方法， 其特征在于， 直流闭锁故障清除后， 系统频率将逐步上升至准稳态频率， 采取这一过程中的系统频率恢 复速率量化分析系统的频率恢复能力， 其计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114118857 A 3