特高压交直流系统的可用输电能力计算
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国能源 资源和 电力 负荷 分 布极 不 均 衡 的状 况 ， 电 西
算速度快 ； 连续 潮 流法 ［ 的优 点 在于 能 考虑 系 统非 ３ ］ 线性 以及无 功的影 响和静态 电压稳定 性 。它可 以避
免潮 流方法在 电压稳定 极 限附近 的病态 问题 。以数 学规划 为基础 的最 优潮 流 法 Ｌ ， 约 束 条件 有 更强 ４对 Ｊ 的处理 能力 ， 论上可 以处理 各种 约束 ， 可 以进行 理 还 有功 和无功优 化 ， 计算 结果更 准确 。
指标 ， 也是 引导资 源优 化 配 置 的关 键市 场 信 号。伴 随特高 压交直 流输 电工 程 开 工建 设 ， 区域 电力市 跨 场交 易将更加 频繁 。特高压 交直流 系统可用 输 电能 力 的计 算必将 成为研究 的热 点之一 。 因此本 文提 出 特高压 交直流可 用 输 电能 力 的 蚁群 优化 模 型 ， 过 通 云广 ８０ｋ 特高压 直 流系 统 上验证 了所提 出方法 ０ Ｖ
要： 随着我 国特 高压建设 的快速发展 ， 高压交直流 系统可用输 电能 力的计算成为 需要研 究 的新课题 。文中 特
提 出了特高压交直流系统可 用输 电能力计算的新方法 ， 建立 了一个蚁群的优化模型。对我 国第一 个特 高压 交直流 混合 系统的可用输 电能力进行的分析研 究表明 ： 高压 交直流输 电工程投产后 ， 大大提 高我 国南方 电网的可用 特 将
第 ３ ０卷第 １ 期 ２ １ 年 ２月 ０１
红 水 河 Ｈｏ ３ ｕ Ｒｖｒ ｎ ｈｉ ｉ ￣ ｅ
Ｖ０ ．０． １３ Ｎｏ． １
Ｆｅ ． ０ １ ｂ ２ １
特高压交直流 系统的可用输 电能力计算
周 举
（ 广西 电力工业勘察设计研究院， 广西 摘 南宁 ５ ０２ ） ３ ０ ３
收 稿 日期 ：０ ０—０ —０ ２１ ５ ７
电系统 为直 流功率 的正方 向 ， 它 的转 换 方程 组 如 有
下 ［］ ５：
Ｕ ＝ＫＴ ∞８ 一Ｘｃ
（） １
＝Ｋ ｒ Ｏｓ ０
Ｐ ＝ ｄ
（） ２
（） ３
Ｑ ＝
ｔｎ ａ￣
（） ４
作者简介 ： 举（９ ２ ， 广西南宁人 ， 师， 周 １ ７ 一） 男， 工程 硕士 ， 主要从事送 电线路设计 ， ｍ ｉ ｚ ｕ ０ ０ ０ １３ ｔ Ｅ— ａ ： ｏ ｊ ０ ０ ＠ ６ ． ｍ。 ｌｈ ｕ ｏ
可用输 电能力是 衡量 电网安全稳 定运行 的重要
东送 ， 南北互 供 ， 国联 网 ， 展特 高 压 输 电 势在 必 全 发
行 。在 我 国 ５ ０ｋ ０ Ｖ为 主体 的骨干 网架上 ， 采用 特高 压输 电有 利于实 现 电力 资 源 在较 大 范 围 优化 配 置 ， 有利 于节 省线路 走廊 和 节 约 土地 资 源 ， 利 于节 省 有
压幅值。则上述式子的潮流计算迭代方程为
Ａ Ｔ ＝Ｕ 一Ｋｎ ｃｓ ＋ｘａ ：０ （ ） ｄｄ ｏ ， ５
３ 特高 压交 直 流 系统 Ａ ＴＣ的蚁群 优 化 模 型
３ １ 特 高压 交直 流 系统 Ａ Ｃ优 化 模型 ． Ｔ 特高 压 交直流 系统 可用 输 电能力 的蚁群 非线性
输 电能 力。
关键词 ： 高压 ； 特 交直流 ； 可用输 电能力 ； 蚁群算法 ； 南方 电网
中 图分 类 号 ： Ｉ７ ＴⅥ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ ０Ｘ（０ １ ０ —０ ５ ０ １０ —４ ８ ２ １ ）１ ０ ０— ４
１ 引言
随着用 电需 求 的快 速 增长 ， 断 发展 更 高 电压 不 等 级 的输 电技术 ， 实 现远 距 离 、 容 量输 电 ， 化 对 大 优 资源配 置 ， 降低 对 环境 影 响具 有 重 要 意 义 。根 据 我
直流 系统的基本 方程包 括换 流站 的基 本方程 和
直 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 网络 方程 ， 于任意一个 换 流站 ， 流人直流输 对 取
现有输电协议基础上， 电系统 中剩余 的可用于商 输 业活动的最大输电能力 。目前， 专家学者 、 电力市场 专业技术人员已开展了大量的 Ａ Ｃ研究工作 ， Ｔ 并将 多种技 术应用 于 Ａ ＴＣ的计算 ， 得 了一 些不 错 的成 取 果 ， ： 敏 度分 析 法 、 优 潮 流 法 和连 续 潮 流 法 。 如 灵 最 灵敏度分析法［ 简单 明了， ］ 分布 因子易于计算 ， 计
的可行 性 。
电网建设 投资 和运行 费 用 ， 利 于减 少 煤 电对 环 境 有
污染 的影响 。
同时 ， 随着 我 国经 济 的快 速发展 ， 地资源 越来 土
越 紧缺 ， 网工程 占用 的输 电走廊 已成 为 限 制输 电 电
网发展 的重要 因素 。为 节省输 电通 道 ， 占土地 ， 少 减 少 送 电损耗 ， 加送 电容量 ， 要尽 早研 究更 高 电压 增 需 等级输 电技术 。 同时 ， 当前 我 国开展 特 高 压 交直 流 输 电能力计算 的时机 已经成熟 。
输 电 网可 用输 电能力 （ ａａ ｌ Ｔ ａ ｓ ｒＣ ｐ — Ａｖｉ ｂｅ ｒｎ ｆ ａ ａ ｌ ｅ
２ 特 高压 交 直 流系 统 的可 用 输 电能 力 潮 流方 程
２ １ 换流 站模型 ．
ｂｌｙ Ａ ） ｉｔ ， ＴＣ 的研 究始 于 １９ ｉ ９ ６年 北美 电力 可 靠性 委 员会 （ Ｅ Ｃ 给 出的定 义［ 可用 输 电 能力 是 指 在 Ｎ Ｒ ） ¨，
５ ０
周
举： 特高压交直 流系统 的可用输 电能力计算
式 中 ： 、 分别 为直 流 电 压 和直 流 电 流 ， 为换 流器 的控 制 角 ， 为 换 流 站 的换 相 电抗 ， ｘｃ ＫＴ为 换
流变压 器 的变 比 ， 是与 换 流站相 连 的交流母 线 电
功率一并求 出。
算速度快 ； 连续 潮 流法 ［ 的优 点 在于 能 考虑 系 统非 ３ ］ 线性 以及无 功的影 响和静态 电压稳定 性 。它可 以避
免潮 流方法在 电压稳定 极 限附近 的病态 问题 。以数 学规划 为基础 的最 优潮 流 法 Ｌ ， 约 束 条件 有 更强 ４对 Ｊ 的处理 能力 ， 论上可 以处理 各种 约束 ， 可 以进行 理 还 有功 和无功优 化 ， 计算 结果更 准确 。
指标 ， 也是 引导资 源优 化 配 置 的关 键市 场 信 号。伴 随特高 压交直 流输 电工 程 开 工建 设 ， 区域 电力市 跨 场交 易将更加 频繁 。特高压 交直流 系统可用 输 电能 力 的计 算必将 成为研究 的热 点之一 。 因此本 文提 出 特高压 交直流可 用 输 电能 力 的 蚁群 优化 模 型 ， 过 通 云广 ８０ｋ 特高压 直 流系 统 上验证 了所提 出方法 ０ Ｖ
要： 随着我 国特 高压建设 的快速发展 ， 高压交直流 系统可用输 电能 力的计算成为 需要研 究 的新课题 。文中 特
提 出了特高压交直流系统可 用输 电能力计算的新方法 ， 建立 了一个蚁群的优化模型。对我 国第一 个特 高压 交直流 混合 系统的可用输 电能力进行的分析研 究表明 ： 高压 交直流输 电工程投产后 ， 大大提 高我 国南方 电网的可用 特 将
第 ３ ０卷第 １ 期 ２ １ 年 ２月 ０１
红 水 河 Ｈｏ ３ ｕ Ｒｖｒ ｎ ｈｉ ｉ ￣ ｅ
Ｖ０ ．０． １３ Ｎｏ． １
Ｆｅ ． ０ １ ｂ ２ １
特高压交直流 系统的可用输 电能力计算
周 举
（ 广西 电力工业勘察设计研究院， 广西 摘 南宁 ５ ０２ ） ３ ０ ３
收 稿 日期 ：０ ０—０ —０ ２１ ５ ７
电系统 为直 流功率 的正方 向 ， 它 的转 换 方程 组 如 有
下 ［］ ５：
Ｕ ＝ＫＴ ∞８ 一Ｘｃ
（） １
＝Ｋ ｒ Ｏｓ ０
Ｐ ＝ ｄ
（） ２
（） ３
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（） ４
作者简介 ： 举（９ ２ ， 广西南宁人 ， 师， 周 １ ７ 一） 男， 工程 硕士 ， 主要从事送 电线路设计 ， ｍ ｉ ｚ ｕ ０ ０ ０ １３ ｔ Ｅ— ａ ： ｏ ｊ ０ ０ ＠ ６ ． ｍ。 ｌｈ ｕ ｏ
可用输 电能力是 衡量 电网安全稳 定运行 的重要
东送 ， 南北互 供 ， 国联 网 ， 展特 高 压 输 电 势在 必 全 发
行 。在 我 国 ５ ０ｋ ０ Ｖ为 主体 的骨干 网架上 ， 采用 特高 压输 电有 利于实 现 电力 资 源 在较 大 范 围 优化 配 置 ， 有利 于节 省线路 走廊 和 节 约 土地 资 源 ， 利 于节 省 有
压幅值。则上述式子的潮流计算迭代方程为
Ａ Ｔ ＝Ｕ 一Ｋｎ ｃｓ ＋ｘａ ：０ （ ） ｄｄ ｏ ， ５
３ 特高 压交 直 流 系统 Ａ ＴＣ的蚁群 优 化 模 型
３ １ 特 高压 交直 流 系统 Ａ Ｃ优 化 模型 ． Ｔ 特高 压 交直流 系统 可用 输 电能力 的蚁群 非线性
输 电能 力。
关键词 ： 高压 ； 特 交直流 ； 可用输 电能力 ； 蚁群算法 ； 南方 电网
中 图分 类 号 ： Ｉ７ ＴⅥ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ ０Ｘ（０ １ ０ —０ ５ ０ １０ —４ ８ ２ １ ）１ ０ ０— ４
１ 引言
随着用 电需 求 的快 速 增长 ， 断 发展 更 高 电压 不 等 级 的输 电技术 ， 实 现远 距 离 、 容 量输 电 ， 化 对 大 优 资源配 置 ， 降低 对 环境 影 响具 有 重 要 意 义 。根 据 我
直流 系统的基本 方程包 括换 流站 的基 本方程 和
直 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 网络 方程 ， 于任意一个 换 流站 ， 流人直流输 对 取
现有输电协议基础上， 电系统 中剩余 的可用于商 输 业活动的最大输电能力 。目前， 专家学者 、 电力市场 专业技术人员已开展了大量的 Ａ Ｃ研究工作 ， Ｔ 并将 多种技 术应用 于 Ａ ＴＣ的计算 ， 得 了一 些不 错 的成 取 果 ， ： 敏 度分 析 法 、 优 潮 流 法 和连 续 潮 流 法 。 如 灵 最 灵敏度分析法［ 简单 明了， ］ 分布 因子易于计算 ， 计
的可行 性 。
电网建设 投资 和运行 费 用 ， 利 于减 少 煤 电对 环 境 有
污染 的影响 。
同时 ， 随着 我 国经 济 的快 速发展 ， 地资源 越来 土
越 紧缺 ， 网工程 占用 的输 电走廊 已成 为 限 制输 电 电
网发展 的重要 因素 。为 节省输 电通 道 ， 占土地 ， 少 减 少 送 电损耗 ， 加送 电容量 ， 要尽 早研 究更 高 电压 增 需 等级输 电技术 。 同时 ， 当前 我 国开展 特 高 压 交直 流 输 电能力计算 的时机 已经成熟 。
输 电 网可 用输 电能力 （ ａａ ｌ Ｔ ａ ｓ ｒＣ ｐ — Ａｖｉ ｂｅ ｒｎ ｆ ａ ａ ｌ ｅ
２ 特 高压 交 直 流系 统 的可 用 输 电能 力 潮 流方 程
２ １ 换流 站模型 ．
ｂｌｙ Ａ ） ｉｔ ， ＴＣ 的研 究始 于 １９ ｉ ９ ６年 北美 电力 可 靠性 委 员会 （ Ｅ Ｃ 给 出的定 义［ 可用 输 电 能力 是 指 在 Ｎ Ｒ ） ¨，
５ ０
周
举： 特高压交直 流系统 的可用输 电能力计算
式 中 ： 、 分别 为直 流 电 压 和直 流 电 流 ， 为换 流器 的控 制 角 ， 为 换 流 站 的换 相 电抗 ， ｘｃ ＫＴ为 换
流变压 器 的变 比 ， 是与 换 流站相 连 的交流母 线 电
功率一并求 出。