程斌杰 ，徐 蔚 ，徐 政

（1.浙江大學 電氣工程學院，浙江 杭州 310027；2.廣東電網(wǎng)公司 電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，廣東 廣州 510080）

0 引言

我國資源和負荷呈逆向分布，因此需要采取遠距離大容量輸電以實現(xiàn)跨區(qū)域能源資源的優(yōu)化配置。高壓直流輸電技術(shù)以其在技術(shù)性和經(jīng)濟性上的優(yōu)勢成為跨區(qū)域、遠距離聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)選方案。在我國“西電東送”的基本格局下，出現(xiàn)了直流落點密集的受端系統(tǒng)，如華東電網(wǎng)和廣東電網(wǎng)等，由于多直流落點受端系統(tǒng)的交直流相互作用復雜、直流饋入功率大，系統(tǒng)安全穩(wěn)定性面臨較大風險［1-2］。故障引起多條直流同時發(fā)生換相失敗是多直流落點系統(tǒng)突出的安全穩(wěn)定問題［3］，該類故障將造成受端系統(tǒng)功率大量缺失，從而可能導致系統(tǒng)失穩(wěn)。目前，主要有以下幾種方式可提高多直流落點系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能：①受端電網(wǎng)動態(tài)分區(qū)［4］；②受端電網(wǎng)利用儲能設(shè)備分區(qū)［5］；③故障期間改變直流控制方式［6-7］；④受端電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)。其中方式①—③無法徹底解耦換流站之間電氣聯(lián)系。電網(wǎng)的靜態(tài)分區(qū)技術(shù)通過柔性直流輸電系統(tǒng)［8-9］將受端系統(tǒng)分隔成若干個異步運行的分區(qū)電網(wǎng)，從而使得各直流落點處于不同的分區(qū)電網(wǎng)內(nèi)，不同分區(qū)之間的傳統(tǒng)直流換流站基本不存在相互作用，故障影響范圍限制在分區(qū)之內(nèi)，該方式可有效解決故障引起多條直流同時換相失敗的問題，此外，靜態(tài)分區(qū)還能有效控制區(qū)間潮流以及防止短路電流超標。

不同的靜態(tài)分區(qū)方案對受端系統(tǒng)性能的提升作用不同，有必要基于系統(tǒng)穩(wěn)定性對各個靜態(tài)分區(qū)方案進行評估和選擇。系統(tǒng)的穩(wěn)定性涉及多個方面，因此靜態(tài)分區(qū)方案的選擇是一個多目標決策問題。電力系統(tǒng)中無功優(yōu)化問題［10-13］、分布式電源接入［14］、最優(yōu)潮流［15］、直流落點選擇［16］、水火電調(diào)度［17］均涉及多目標決策問題。多目標決策問題有多種求解方法，文獻［11-12］運用粒子群優(yōu)化算法對多目標的無功優(yōu)化問題進行分析，文獻［16］運用加權(quán)和法選擇合理的直流落點，文獻［17］采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析CCR（Charnes-Cooper-Rhodes）模型對多目標問題進行求解。多直流落點系統(tǒng)靜態(tài)分區(qū)方案的選擇作為電力系統(tǒng)中的多目標決策問題，目前沒有相關(guān)的研究，這給實際工程的規(guī)劃帶來了困難，因此有必要對電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)方案的選擇方法進行研究。

本文首先分析了影響多直流落點受端系統(tǒng)穩(wěn)定性的3個問題，包括多直流發(fā)生換相失敗問題、直流換相失敗后系統(tǒng)恢復問題以及直流閉鎖問題，在此基礎(chǔ)上針對性地提出了反映系統(tǒng)穩(wěn)定性的3個指標及相應(yīng)的子指標；其次建立了用于評價靜態(tài)分區(qū)方案的線性加權(quán)和模型［18］，將多目標模型轉(zhuǎn)換成單目標模型，并采用兼顧主客觀的綜合賦權(quán)法確定3個指標和其子指標的權(quán)重系數(shù)；再次建立了基于多直流落點系統(tǒng)穩(wěn)定性的電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法；最后以2030年廣東電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)架為例，對靜態(tài)分區(qū)的方案進行選擇，并通過PSS／E仿真平臺對各方案的系統(tǒng)穩(wěn)定性進行仿真，驗證了靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法的有效性。本文提出的靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法對于實際工程中靜態(tài)分區(qū)方案的確定具有指導意義。

1 靜態(tài)分區(qū)

靜態(tài)分區(qū)利用柔性直流輸電技術(shù)（VSC-HVDC）將電網(wǎng)分隔成若干個異步運行的分區(qū)電網(wǎng)，多直流落點系統(tǒng)靜態(tài)分區(qū)示意圖如圖1所示，其中分區(qū)之間為柔性直流輸電系統(tǒng)，其他為傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)（LCC-HVDC）。

圖1 多直流落點系統(tǒng)靜態(tài)分區(qū)Fig.1 Static segmentation of multi-infeed HVDC system

利用電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)技術(shù)對多直流落點系統(tǒng)進行分區(qū)能有效提升受端系統(tǒng)的運行性能。首先，靜態(tài)分區(qū)將故障的影響范圍限制在分區(qū)之內(nèi)，避免了連鎖故障引起的大面積停電，有效減少了故障下發(fā)生換相失敗的直流系統(tǒng)數(shù)目；其次，柔性直流輸電系統(tǒng)能夠控制分區(qū)之間的潮流交換，有利于電能交易；再次，電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)能夠降低受端電網(wǎng)的短路電流水平。

2 穩(wěn)定性問題及靜態(tài)分區(qū)評價指標

本節(jié)從多直流落點系統(tǒng)常見的3個穩(wěn)定性問題的角度分析靜態(tài)分區(qū)方案對受端系統(tǒng)穩(wěn)定性能的影響，闡述選擇最優(yōu)靜態(tài)分區(qū)方案的必要性，并基于系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題提出靜態(tài)分區(qū)方案的評價指標。

2.1 多直流落點系統(tǒng)穩(wěn)定性問題

2.1.1 多直流發(fā)生換相失敗問題

超多直流輸電線路饋入同一受端系統(tǒng)，在受端系統(tǒng)短路故障下極有可能多條直流線路同時發(fā)生換相失敗。如果直流系統(tǒng)送入功率大，將造成受端系統(tǒng)功率缺額過大，可能導致系統(tǒng)失穩(wěn)。因此，故障下受端系統(tǒng)發(fā)生換相失敗的直流線路數(shù)目越少，造成的功率缺額越小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。

靜態(tài)分區(qū)能夠?qū)⒐收舷拗圃诜謪^(qū)內(nèi)，減少發(fā)生換相失敗的直流線路的數(shù)目，從而減小整個系統(tǒng)崩潰的可能性。另一方面，靜態(tài)分區(qū)后，由于分區(qū)的系統(tǒng)強度減弱，分區(qū)內(nèi)直流之間相互影響增強，不利于防止多直流發(fā)生換相失敗問題。因此，有必要對最優(yōu)的靜態(tài)分區(qū)方案進行選擇。

從物理意義上講，靜態(tài)分區(qū)改變了直流落點之間的電氣距離，本文采用多直流落點相互作用因子MIIF（Multi-Infeed Interaction Factor）來反映直流落點之間的耦合程度，從而評價靜態(tài)分區(qū)方案對于多條直流線路同時發(fā)生換相失敗問題的改善作用。

2.1.2 直流換相失敗后系統(tǒng)恢復問題

多直流換相失敗后，巨大的直流功率缺額和直流換流站恢復過程中大量的無功功率需求可能導致交流系統(tǒng)電壓無法恢復，導致系統(tǒng)失穩(wěn)。此外，系統(tǒng)低電壓引起的自并勵勵磁系統(tǒng)勵磁能力受限、交流線路無功損耗激增也進一步惡化了故障后交流系統(tǒng)的恢復過程。直流系統(tǒng)輸送功率的快速恢復有助于受端系統(tǒng)的恢復，而直流換流母線電壓支撐強度越大，直流系統(tǒng)功率的恢復能力越強，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。

電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)后，換流站所處的分區(qū)相比于分隔之前的受端系統(tǒng)強度下降，換流母線的電壓支撐強度下降；另外，分區(qū)的大小對于換流母線的電壓支撐強度也有影響。不同的靜態(tài)分區(qū)方案對換流母線電壓支撐強度的影響不同，因此有必要對其進行分析，選擇影響程度較小的方案。

本文采用多直流落點有效短路比MIESCR（Multi-Infeed Effective Short Circuit Ratio）來衡量不同分區(qū)方案中各個分區(qū)出現(xiàn)直流換相失敗后交流系統(tǒng)的恢復能力。

2.1.3 直流閉鎖問題

直流線路輸送功率較大，單回或多回直流閉鎖將使得受端系統(tǒng)損失大量有功功率，分區(qū)頻率下降，嚴重情況下會導致系統(tǒng)失穩(wěn)。從穩(wěn)定性角度分析，單回或多回直流閉鎖后，分區(qū)頻率支撐強度越強，分區(qū)頻率偏差越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。

不同靜態(tài)分區(qū)方案各個分區(qū)的頻率支撐強度不同，整個受端系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性也發(fā)生改變；同時電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)后各個分區(qū)內(nèi)電源數(shù)量相比于整個受端系統(tǒng)減少，相應(yīng)的頻率支撐強度減弱，因此有必要對最優(yōu)靜態(tài)分區(qū)方案進行研究和選擇。

本文采用頻率偏差因子以反映分區(qū)的頻率支撐強度，從而評價電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)后系統(tǒng)對于直流線路閉鎖帶來的安全穩(wěn)定性問題的抵御作用。

2.2 靜態(tài)分區(qū)方案評價指標

本文提出多直流落點相互作用因子、多直流落點有效短路比和頻率偏差因子作為選擇靜態(tài)分區(qū)方案的評價指標，以反映多直流落點系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于實際電網(wǎng)，若有較多個靜態(tài)分區(qū)方案，如果通過暫態(tài)仿真檢驗各方案中受端系統(tǒng)各方面的穩(wěn)定性能，則過程繁瑣、計算量大、耗時長。而以上3個指標容易求得、計算工作量小，基于此可快捷地得到最優(yōu)靜態(tài)分區(qū)方案，有助于實際工程方案的選擇。

2.2.1 多直流落點相互作用因子

CIGRE B4.41工作組［19］對多直流落點相互作用因子IMIIFfe的定義如下：

其中，ΔUe為換流站e交流母線上電壓的自擾動量，約為1%；ΔUf為引起的換流站f交流母線的電壓變化量。

IMIIF反映了換流站之間的電氣距離，IMIIF越小，換流站之間電氣耦合程度越低，受端系統(tǒng)在同一故障下同時發(fā)生換相失敗的直流線路數(shù)目有可能減少。IMIIF是對換流站之間電氣距離的度量，該值的大小從系統(tǒng)抵御多個換流站同時發(fā)生換相失敗能力的角度表征了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

為了整體評價多直流落點系統(tǒng)換流站之間的耦合程度，引入多直流落點相互作用因子評價指標的計算值 FMIIFi，如式（2）所示，t為換流站的個數(shù)，F(xiàn)MIIFi反映了第i個靜態(tài)分區(qū)方案中換流站之間的平均電氣距離。

2.2.2 多直流落點有效短路比

多直流落點系統(tǒng)第e個換流站的短路比定義如式（3）所示，其中 Sace、Pdce（Pdcf）分別為換流站 e 交流母線短路容量和換流站e（f）的直流功率，Qce為換流站e內(nèi)交流濾波器和并聯(lián)電容器所提供的無功功率。

IMIESCR反映了交流電網(wǎng)對直流換流站的電壓支撐水平，IMIESCR越大，直流換相失敗后系統(tǒng)對換流母線的電壓支撐強度越大，直流傳輸功率恢復越迅速，有利于受端系統(tǒng)的恢復過程。此外，IMIESCR的大小對直流最大功率運行點、動態(tài)過電壓以及諧波諧振也有影響［20］。多直流落點有效短路比評價指標從直流換相失敗后交流系統(tǒng)的恢復能力角度表征了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

在某個方案下對所有換流站的IMIESCR取平均值，從而反映該方案下短路比的整體情況，作為子指標 μ1，如式（4）所示。

為了避免某些換流站IMIESCR過小對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，引入子指標μ2，即各換流站 IMIESCR的標準差，反映各值的均衡性，如式（5）所示。

綜合子指標μ1和μ2，通過線性加權(quán)和模型，可得第i個方案多直流落點有效短路比評價指標的計算值FMIESCRi。

2.2.3 頻率偏差因子

頻率偏差因子Iβg的定義如式（6）所示。其中Reqg為分區(qū)g內(nèi)所有發(fā)電機的等效速度變動率，Dg為分區(qū)g內(nèi)有功負荷的頻率調(diào)節(jié)系數(shù)。

在靜態(tài)分區(qū)方案中，由于送端與受端異步運行，因此必須考慮直流線路閉鎖對送端系統(tǒng)和受端系統(tǒng)頻率的影響。頻率偏差因子評價指標能衡量受端系統(tǒng)頻率的支撐強度。該因子的單位是MW／0.1Hz，即分區(qū)頻率下降0.1Hz時，分區(qū)所失去的有功功率值。顯然，頻率偏差因子越大，表示分區(qū)的頻率支撐強度越強，單回或多回直流閉鎖情況下系統(tǒng)具有更大的穩(wěn)定性。頻率偏差因子從直流閉鎖后交流系統(tǒng)的頻率支撐強度角度表征了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

采用各分區(qū)頻率偏差因子平均值和標準差作為綜合考量該指標的子指標，分別如式（7）和式（8）所示，p為靜態(tài)分區(qū)數(shù)目。

電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)的最優(yōu)方案應(yīng)當是各分區(qū)的總體頻率支撐強度較強，即η1較大；同時不期望出現(xiàn)某個分區(qū)頻率支撐強度很弱的情況，各分區(qū)指標的偏差應(yīng)當較小，即η2較小。綜合以上2個子指標可計算出第i個方案的頻率偏差因子評價指標值Fβi。

3 線性加權(quán)和模型

對于一個工程方案的評價，如果需要考慮多方面因素的影響，線性加權(quán)和法可對各個評價指標進行統(tǒng)一分析，最終得到各個方案的定量分析結(jié)果，根據(jù)結(jié)果可以對總體設(shè)計方案形成判斷和選擇。線性加權(quán)和模型在本文中用于：由子指標（μ1／μ2和η1／η2）計算對應(yīng)的評價指標值（FMIESCR和 Fβ）；由評價指標值（FMIIF、FMIESCR和 Fβ）計算各方案的評價值。

3.1 模型概述

假設(shè)有n個靜態(tài)分區(qū)方案，對每個方案有m個指標，則指標矩陣如式（9）所示。Rij表示第i個靜態(tài)分區(qū)方案中第j個指標的數(shù)值。

在多指標決策過程中，各個指標的單位或者數(shù)量級的差別會使決策產(chǎn)生偏差，影響決策結(jié)果，因此需要對各個指標進行歸一化處理。歸一化后的指標矩陣如式（10）所示。

歸一化后的指標rij落在區(qū)間［0，1］內(nèi)。若rij=1，則第i個方案在第j個指標上表現(xiàn)最佳；若rij=0，則情況相反。下面闡述歸一化方法。

對于第j個指標，Rjmax和Rjmin分別為該指標在所有靜態(tài)分區(qū)方案中的最大值和最小值，如式（11）和式（12）所示。

分2種情況進行歸一化處理。

a.若某個指標越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性能越好（μ1或η1），歸一化公式如式（13）所示。

b.若某個指標越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性能越好（FMIIF），歸一化公式如式（14）所示。

歸一化后利用線性加權(quán)和模型對評價指標值或方案的評價值進行計算，如式（15）所示，Si為對第i種方案的評估數(shù)值，ωj為第j個指標的權(quán)重系數(shù)。對于各個候選方案，該模型的優(yōu)化目標是找到一種方案，使得式（15）中的計算值Si盡可能大。

3.2 權(quán)重系數(shù)的確定

本文采用結(jié)合主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法的綜合賦權(quán)法來確定權(quán)重系數(shù)。該方法通過主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法分別求出對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，再利用綜合賦權(quán)法得到最終的權(quán)重系數(shù)。主觀賦權(quán)法依據(jù)對各個指標的重視程度進行賦權(quán)，而客觀賦權(quán)法依據(jù)計算得到各方案的各個指標值確定權(quán)重系數(shù)，通過綜合賦權(quán)法將兩者結(jié)合起來，權(quán)重系數(shù)更能有助于最優(yōu)方案的選擇。

3.2.1 主觀權(quán)重系數(shù)

根據(jù)2個指標（第j個和第w個）之間主觀上的重要程度，可以得到兩者之間的相對權(quán)重λjw和λwj，且滿足 λjw+λwj=1（j≠ w）。 如果主觀上第 j個指標比第w個指標更重要，則λjw＞λwj（例如λjw=60%，λwj=40%）。若有m個指標，可得到m×m階的相對權(quán)重矩陣，如式（16）所示，其中 λjj=0（j=1，2，…，m）。

根據(jù)式（17），即可由主觀賦權(quán)法得到各個指標的權(quán)重系數(shù) ω′j。

3.2.2 客觀權(quán)重系數(shù)

本文根據(jù)指標的值在各方案中的變化程度確定客觀賦權(quán)法對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，若變化程度越大，則相應(yīng)權(quán)重也越大。每個指標對應(yīng)的反映指標值變化程度的變化系數(shù)如式（18）所示。

其中和σj分別為第j個指標在所有方案中的平均值和標準差。

根據(jù)式（19）可由客觀賦權(quán)法計算得到各個指標的權(quán)重系數(shù) ω″j。

3.2.3 綜合權(quán)重系數(shù)

綜合賦權(quán)法考慮由主觀權(quán)重確定的加權(quán)屬性值和客觀權(quán)重確定的加權(quán)屬性值趨于一致，將主觀賦權(quán)法得到的ω′j和客觀賦權(quán)法得到的ω″j結(jié)合起來，如式（20）所示。

式（20）中的權(quán)重系數(shù) a和 b由式（21）確定，其中a+b=1。

綜合賦權(quán)法以客觀賦權(quán)法為基礎(chǔ)，同時通過主觀賦權(quán)法對各個指標的權(quán)重有所側(cè)重，因此綜合賦權(quán)法結(jié)合了主客觀賦權(quán)法的特點。

至此，本文建立了權(quán)重系數(shù)的計算方法，從而可確定由2個子指標值得到評價指標值和由3個評價指標值得到最終評價值過程中運用線性加權(quán)和模型的權(quán)重系數(shù)。

4 方案選擇流程

靜態(tài)分區(qū)方案的選擇流程分以下4步。

a.計算各靜態(tài)分區(qū)方案下多直流落點相互作用因子、多直流落點有效短路比和頻率偏差因子。

b.分別計算多直流落點有效短路比和頻率偏差因子在 n 個方案下的 2 個子指標（μ1／μ2和 η1／η2），并進行歸一化處理，得到歸一化子指標矩陣。

c.通過綜合賦權(quán)法計算2個子指標的權(quán)重系數(shù)，利用線性加權(quán)和模型（式（15））得到n個方案下相應(yīng)的評價指標值（FMIESCR和 Fβ）。 結(jié)合 FMIIF，得到歸一化后的評價指標矩陣。

d.運用綜合賦權(quán)法計算以上3個評價指標值的權(quán)重系數(shù)，同樣利用線性加權(quán)和模型（式（15））得到各個方案下最終評價值S。選擇S值最大的方案作為最終的靜態(tài)分區(qū)方案。

綜上，電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法流程見圖2。

圖2 選擇方法流程圖Fig.2 Flowchart of scheme selection

5 方案選擇算例

本文以2030年廣東電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)架為基礎(chǔ)，各直流落點如圖3所示。

圖3 2030年廣東電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)架直流落點Fig.3 Locations of DC terminal planed for 2030’s Guangdong Grid

在各個候選方案中，每個異步分區(qū)包含的直流換流站如表1所示。

表1 靜態(tài)分區(qū)方案Table 1 Static segmentation schemes

算例中將廣東電網(wǎng)分隔成異步運行的2個分區(qū)，方案1、2和3為東西分區(qū)方案，方案4為南北分區(qū)方案，其中方案1和2各個分區(qū)內(nèi)換流站相同，而柔性直流輸電系統(tǒng)加裝的位置不同。

5.1 方案選擇

首先計算各方案對應(yīng) IMIIF、IMIESCR和 Iβ的值，并計算后2個評價指標的平均值子指標和標準差子指標，如表2所示。

表2 各評價指標數(shù)值Table 2 Calculated values of evaluation indexes

對以上指標歸一化處理，運用綜合賦權(quán)法求出相應(yīng)子指標的權(quán)重系數(shù)。并運用線性加權(quán)和模型得到每個方案中歸一化后的各個評價指標值。

其次采用綜合賦權(quán)法計算各個評價指標對應(yīng)的線性加權(quán)和模型的權(quán)重系數(shù)。其中主觀賦權(quán)法的相對權(quán)重矩陣如表3所示。

表3 主觀賦權(quán)法相對權(quán)重矩陣Table 3 Relative weight matrix of subjective weight assignment method

表3考慮了多直流落點系統(tǒng)穩(wěn)定性問題的輕重緩急，多直流發(fā)生換相失敗對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響較大，在本方案中該穩(wěn)定性問題權(quán)重相對較大，換相失敗后系統(tǒng)的恢復問題和直流閉鎖問題次之，總體上三者的權(quán)重系數(shù)相近。由主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法得到的權(quán)重系數(shù)ω′和ω″，以及結(jié)合兩者得到的綜合賦權(quán)法的權(quán)重系數(shù)ω如表4所示。

表4 權(quán)重系數(shù)表Table 4 Weight coefficients

最后，通過權(quán)重系數(shù)ω和歸一化評價指標，依據(jù)式（15）計算各個方案的評估數(shù)值S，如表5所示。

表5 各方案評估數(shù)值Table 5 Evaluation result for different schemes

由表5可見，采用本文靜態(tài)分區(qū)方案的選擇方法得到的各方案的評估數(shù)值排序為：S1＞S3>S2>S4。因此方案1為最優(yōu)的分區(qū)方案。

5.2 仿真驗證

考慮第2節(jié)提到的多直流落點系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，即多直流發(fā)生換相失敗問題、直流換相失敗后系統(tǒng)恢復問題以及直流閉鎖問題，基于PSS／E仿真軟件，分別對各個方案在以上穩(wěn)定性問題上的表現(xiàn)性能進行仿真。

a.針對多直流發(fā)生換相失敗問題。對于每個方案，系統(tǒng)運行至1.0s時，在換流站換流母線上施加三相短路故障，1.1s時故障切除，觀察系統(tǒng)發(fā)生換相失敗換流站的個數(shù)。每條換流母線依次施加故障，統(tǒng)計每個故障下發(fā)生換相失敗的換流站的平均個數(shù)。

b.針對直流換相失敗后系統(tǒng)恢復問題。對于每個方案，系統(tǒng)運行至1.0s時，在換流站換流母線上施加三相短路故障，1.1 s時故障切除，記錄該換流站功率恢復的時間。每條換流母線依次施加故障，統(tǒng)計各故障下對應(yīng)換流站功率的平均恢復時間。

c.針對直流閉鎖問題。對于每個方案，系統(tǒng)運行至1.0s時，直流線路單極閉鎖，觀察分區(qū)內(nèi)頻率的下降值。每條直流線路依次發(fā)生單極閉鎖，統(tǒng)計每條直流單極閉鎖后各分區(qū)頻率的平均下降值。

對各個方案在以上3個穩(wěn)定性問題上的表現(xiàn)性能分別進行仿真計算，結(jié)果如表6所示，其中括號中數(shù)字代表各方案的優(yōu)劣排序。

表6 各方案仿真結(jié)果Table 6 Simulative results for different schemes

從表6可以看出，方案1在抵御多直流同時發(fā)生換相失敗和直流閉鎖后頻率支撐的性能表現(xiàn)上都是最好的，盡管換流站功率平均恢復時間不是最優(yōu)的，但是平均恢復時間最短的方案4在另外兩方面的穩(wěn)定性能表現(xiàn)均存在明顯不足。因此，通過仿真可以得到，方案1在以上三方面的穩(wěn)定性問題上綜合表現(xiàn)最優(yōu)，與本算例中通過靜態(tài)分區(qū)方案的選擇方法得到的結(jié)果一致。

6 結(jié)論

a.本文分析了影響多直流落點受端系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的3個問題和選擇最優(yōu)靜態(tài)分區(qū)方案的必要性，在此基礎(chǔ)上提出了基于多直流落點系統(tǒng)穩(wěn)定性的評價指標，即多直流落點相互作用因子、多直流落點有效短路比和頻率偏差因子，以及反映各個指標整體性和均衡性的子指標。

b.本文運用線性加權(quán)和模型求解靜態(tài)分區(qū)方案選擇的多目標決策問題，利用綜合賦權(quán)法確定權(quán)重系數(shù)，建立了基于多直流落點系統(tǒng)穩(wěn)定性的電網(wǎng)靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法。

c.本文使用提出的方法對實際電網(wǎng)的靜態(tài)分區(qū)方案進行選擇，并對各方案的系統(tǒng)穩(wěn)定性進行仿真，結(jié)果表明，靜態(tài)分區(qū)方案選擇方法得到的各方案優(yōu)劣排序與系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真得到的各方案優(yōu)劣排序具有一致性。

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