特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法及裝置與流程
2023-05-31 12:35:01 3
本發明涉及無功補償技術領域，尤其涉及一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法及裝置。
背景技術：
特高壓直流輸電系統將大規模新能源發電送往負荷中心消納，是實現資源優化配置的較好方式。但是，特高壓直流饋入交流電網後，當電網發生故障時，特高壓直流在電網故障過程中吸收的無功功率大幅增加，導致交流電網局部動態無功功率補償能力不足，電網電壓失穩風險大幅增加。為了提高受端交流電網的電壓穩定性，需在電網中配置大容量的動態無功補償裝置。目前，動態無功補償裝置主要有同步調相機、靜止同步補償器和靜止無功補償器等。而確定動態無功補償裝置在交流電網中的最優布點對改善電網暫態穩定性等方面具有重要的實際意義。
目前國內外，動態無功補償裝置在電網中的布點問題大都採用基於經驗或者單一的指標方法來確定其布點方案。這些方法難以全面反映動態無功補償裝置在受端交流電網中的作用和效果，從而影響動態無功補償裝置的布點。而本申請通過建立動態無功補償裝置的多指標體系，準確衡量動態無功補償裝置對受端交流電網的影響，為動態無功補償裝置的最優布點研究提供了技術基礎。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的，目前動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的布點方案大多採用單一指標來確定，沒有全面考慮動態無功補償裝置的作用，難以得到最優的布點方案的問題，本發明提出了採用多指標評價體系的一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法及裝置。
為了解決上述技術問題，本發明提出了一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法，該方法包括：
步驟s1：採用故障極限切除時間法，確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集；
步驟s2：基於步驟s1確定的所述暫態穩定薄弱故障集，確定動態無功補償裝置在電網中的初始布點方案集；
步驟s3：建立多指標評價體系，並求取步驟s2確定的所述初始布點方案集中各個方案的指標值，其中，多指標包括特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間；
步驟s4：採用主觀和客觀賦權值方法，求取步驟s3中得到的各個方案指標值的加權值；
步驟s5：採用主客觀加權最優分析法，分析步驟s4中得到的各個方案指標值的所述加權值，確定動態無功補償裝置的最優布點方案。
進一步的，所述步驟s1具體包括：
步驟s1.1：通過對特高壓直流受端交流電網的線路進行三相短路接地故障掃描，求取各處線路的故障極限切除時間；
步驟s1.2：確定所述故障極限切除時間最短的線路，將所述線路確定為暫態穩定薄弱故障集；
其中，故障極限切除時間定義為電網線路三相短路接地故障後，保持電網暫態穩定的故障最長切除時間。
在進行特高壓直流受端交流電網動態無功補償配置前，首先要確定交流電網的暫態穩定薄弱環節，針對交流電網的薄弱環節進行動態無功補償配置，才能最有效地彌補電網的暫態穩定薄弱點。採用故障極限切除時間法可以直觀反映複雜電網的暫態穩定性，較好地評估電網故障的暫態衝擊，分析電網的暫態穩定薄弱環節，從而形成有效的暫態穩定薄弱故障集。
進一步的，所述步驟s2具體包括：
步驟s2.1：將動態無功補償裝置配置在電網中的不同母線處，得到多個不同布點方案；
步驟s2.2：通過在所述暫態穩定薄弱故障集設置三相短路接地故障，求取不同布點方案的所述故障極限切除時間；
步驟s2.3：將不同布點方案根據其對應的所述故障極限切除時間從大到小的順序進行排列，選取前n個方案構成所述初始布點方案集，其中，n為整數且小於電網中的總母線數。
在確定電網暫態穩定薄弱環節之後，後續重點就是針對電網暫態穩定薄弱環節，如何在交流電網中進行動態無功補償裝置的布點。本發明的方案是，先根據暫態穩定薄弱故障集，進行有效的動態無功補償裝置布點分析，得到初步的布點方案，為後續通過多指標評價體系全面分析動態無功補償裝置布點奠定基礎。與現有技術的不同在於，本發明不是僅僅通過傳統簡單的薄弱故障集分析，就直接確定布點方案。
進一步的，所述步驟s3具體包括：
步驟s3.1：建立多指標評價體系，採用指標包括：特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間；
步驟s3.2：求取所述初始布點方案集中各個方案的指標值；
其中，所述特高壓直流接入短路比定義為
式中：m為直流所對應的短路比，sac為直流線路逆變側母線的短路容量，即換流母線處短路電流與額定電壓的乘積，pd為直流額定有功功率，即直流輸電系統的固有屬性值，qc為換流母線交流測投入電抗器或電容器的容量，即根據實際投入的電容器或電抗器組數確定的測量值；
所述特高壓直流輸電能力定義為特高壓直流受端交流電網接納特高壓直流輸送功率的大小；
所述母線電壓恢復時間定義為電網故障後所有母線的電壓值恢復到0.8p.u.以上所需時間的平均值。
現有技術中，僅通過單一的指標值來確定布點方案，比如僅通過特高壓直流接入短路比指標來確定布點方案，該指標值越大，布點方案越優。但是該指標僅僅反映特高壓直流受端交流電網與直流系統的相對強弱關係，難以全面反映動態無功補償裝置對受端交流電網的影響，因此，不能有效確定動態無功補償裝置的最優布點方案。
而本發明通過採用特高壓直流接入短路比(用於反映受端交流電網與直流系統的相對強弱關係和交流電網電壓穩定性)、故障極限切除時間(用於反映受端交流電網的暫態穩定性)、特高壓直流輸電能力(用於反映受端交流電網最大接納特高壓直流受電能力)和母線電壓回復時間(用於反映故障衝擊後電網母線電壓恢復到正常水平的能力)這四個指標，建立多指標評價體系，經過全面綜合分析評估後，更加全面有效地確定動態無功補償裝置的最佳布點方案。
進一步的，所述步驟s4具體包括：
步驟s4.1：對所述初始布點方案集中各個方案的指標值進行歸一化處理；
步驟s4.2：根據動態無功補償裝置對特高壓直流受端交流電網的影響情況，確定多指標體系中各個指標的重要程度排序，求取同一類指標值的主觀加權值；
其中，所述重要程度排序為特高壓直流接入短路比>故障極限切除時間>特高壓直流輸電能力>母線電壓的恢復時間，按照所述重要程度的順序將動態無功補償裝置指標集簡記為d＝{x1,x2,…xm}，因此，指標xi與xi+1的重要性程度之比ωi/ωi+1表示為
hi＝ωi/ωi+1，i＝1,2,…,m-1(2)
其中：ωi是指標xi的主觀加權值，hi根據指標xi與xi+1的主觀重要性程度人為確定，hi的取值範圍包括：1、1.2、1.5或2；
hi一般按照如下原則確定取值：1)指標xi與xi+1同等重要，hi＝1；2)指標xi比xi+1略微重要，hi＝1.2；3)指標xi比xi+1重要，hi＝1.5；4)指標xi比xi+1很重要，hi＝2。
在給定hi後，第m個指標的主觀加權值為
在求得第m個指標的主觀加權值後，利用式(2)求取其餘m-1個指標的主觀加權值；
步驟s4.3：採用客觀熵值法，求取同一類指標值的客觀加權值；
其中，第i個指標的熵值為
其中：s＝1/lnn，i＝1,2,…,m。假定當fij＝0時，fijlnfij＝0。
那麼第i個指標的客觀加權值為
其中：0≤ωi≤1，
進一步的，所述步驟s5具體包括：
步驟s5.1：通過二次規劃法求解式(6)，得出各個指標值的主觀加權值和客觀加權值的係數α、β：
式中：各個指標的主觀加權值為ω＝(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm)，客觀加權值為k＝(k1,k2…,ki,…,km)，其中，ωi為第i個指標值對應的主觀加權值，ki為第i個指標值對應的客觀加權值，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，j為目標函數，表示使得所有布點方案下各指標主觀加權和客觀加權的差值平方最小的函數，即各指標經過主觀加權和客觀加權後趨於統一，rij為第j個布點方案中第i個指標值的大小；
步驟s5.2：利用式(7)求取所述初始布點方案集中各個布點方案的貼近度tj：
式中：gij＝(αωi+βki)rij，pi＝max{gij|j＝1,2,…,n}，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，gij和pi為計算中間量；
步驟s5.3：將所述初始布點方案集中各個布點方案根據其對應的貼近度tj按照從小到大的方式排序，將tj值最小的布點方案確定為動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的最優布點方案。
因為主觀加權值反映對各項指標重要性的主觀認知程度，具有一定程度的主觀隨意性，不能反映指標大小的客觀差異性；而客觀加權值反映各指標值客觀數據大小的差異性，但不能考慮各指標的重要程度。所以本發明採用主客觀加權最優分析法，通過對主觀加權值和客觀加權值進行偏差最小化處理(即求解式(6))，使得主觀加權值與客觀加權值趨於一致性，減小主觀加權值和客觀加權值的偏差，兼顧主觀重要程度和客觀指標值大小，既能反映出各個指標的重要程度，又能展示出各個指標值的實際數值大小，提高了布點方案中各個指標的利用的合理性，更準確地利用各個指標確定動態無功補償裝置的最優布點方案，使得獲得的布點方案達到最優，獲得最好的技術效果。
本發明還提供了一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點裝置，所述裝置包括：
所述暫態穩定薄弱故障集生成單元，用於通過故障極限切除時間法確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集；
所述初始布點方案集生成單元，用於根據所述暫態穩定薄弱故障集，確定動態無功補償裝置在電網中的初始布點方案集；
所述多指標評價單元，用於建立多指標評價體系，並求取所述初始布點方案集中各個方案的指標值，其中，多指標包括特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間；
所述加權值求取單元，用於通過主觀和客觀賦權值方法，求取所述多指標評價單元中得到的各個方案指標值的加權值；
所述最優布點方案生成單元，用於通過主客觀加權最優分析法，分析加權值求取單元中得到的各個方案指標值的所述加權值，確定動態無功補償裝置的最優布點方案。
進一步的，所述暫態穩定薄弱故障集生成單元具體包括：
故障掃描子單元，用於對特高壓直流受端交流電網的線路進行三相短路接地故障掃描，並求取各處線路的故障極限切除時間；
暫態穩定薄弱故障集確定子單元，用於確定所述故障極限切除時間最短的線路，將所述線路確定為暫態穩定薄弱故障集；
其中，故障極限切除時間定義為電網線路三相短路接地故障後，保持電網暫態穩定的故障最長切除時間；
所述初始布點方案集生成單元具體包括：
候選布點方案生成子單元，用於將動態無功補償裝置配置在電網中的不同母線處，得到多個不同布點方案；
分析子單元，用於通過在所述暫態穩定薄弱故障集設置三相短路接地故障，求取不同布點方案的所述故障極限切除時間；
初始布點方案確定子單元，用於將不同布點方案根據其對應的所述故障極限切除時間從大到小的順序進行排列，選取前n個方案構成所述初始布點方案集，其中，n為整數且小於電網中的總母線數。
進一步的，所述多指標評價單元具體包括：
體系建立子單元，用於建立多指標評價體系，採用指標包括：特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間；
指標值求取子單元，用於求取所述初始布點方案集中各個方案的指標值；
其中，所述特高壓直流接入短路比定義為
式中：m為直流所對應的短路比，sac為直流線路逆變側母線的短路容量，即換流母線處短路電流與額定電壓的乘積，pd為直流額定有功功率，即直流輸電系統的固有屬性值，qc為換流母線交流測投入電抗器或電容器的容量，即根據實際投入的電容器或電抗器組數確定的測量值；
所述特高壓直流輸電能力定義為特高壓直流受端交流電網接納特高壓直流輸送功率的大小；
所述母線電壓恢復時間定義為電網故障後所有母線的電壓值恢復到0.8p.u.以上所需時間的平均值。
進一步的，所述加權值求取單元具體包括：
歸一化處理子單元，用於對所述初始布點方案集中各個方案的指標值進行歸一化處理；
主觀加權值子單元，用於根據動態無功補償裝置對特高壓直流受端交流電網的影響情況，確定多指標體系中各個指標的重要程度排序，求取同一類指標值的主觀加權值；
其中，所述重要程度排序為特高壓直流接入短路比>故障極限切除時間>特高壓直流輸電能力>母線電壓的恢復時間，按照所述重要程度的順序將動態無功補償裝置指標集簡記為d＝{x1,x2,…xm}，因此，指標xi與xi+1的重要性程度之比ωi/ωi+1表示為
hi＝ωi/ωi+1，i＝1,2,…,m-1(2)
其中：ωi是指標xi的主觀加權值，hi根據指標xi與xi+1的主觀重要性程度人為確定，hi的取值範圍包括：1、1.2、1.5或2；
hi一般按照如下原則確定取值：1)指標xi與xi+1同等重要，hi＝1；2)指標xi比xi+1略微重要，hi＝1.2；3)指標xi比xi+1重要，hi＝1.5；4)指標xi比xi+1很重要，hi＝2。
在給定hi後，第m個指標的主觀加權值為
在求得第m個指標的主觀加權值後，利用式(2)求取其餘m-1個指標的主觀加權值；
客觀加權值子單元，用於採用客觀熵值法，求取同一類指標值的客觀加權值；其中，第i個指標的熵值為
其中：s＝1/lnn，i＝1,2,…,m。假定當fij＝0時，fijlnfij＝0。
那麼第i個指標的客觀加權值為
其中：0≤ωi≤1，
所述最優布點方案生成單元具體包括：
係數求取子單元，用於通過二次規劃法求解式(6)，得出各個指標值的主觀加權值和客觀加權值的係數α、β：
式中：各個指標的主觀加權值為ω＝(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm)，客觀加權值為k＝(k1,k2…,ki,…,km)，其中，ωi為第i個指標值對應的主觀加權值，ki為第i個指標值對應的客觀加權值，n為初始布點方案集中的方案總數，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，j為目標函數，表示使得所有布點方案下各指標主觀加權和客觀加權的差值平方最小的函數，即各指標經過主觀加權和客觀加權後趨於統一，rij為第j個布點方案中第i個指標值的大小；
貼近度求取子單元，用於利用式(7)求取所述初始布點方案集中各個布點方案的貼近度tj：
式中：gij＝(αωi+βki)rij，pi＝max{gij|j＝1,2,…,n}，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，gij和pi為計算中間量；
最優布點方案確定子單元，用於將所述初始布點方案集中各個布點方案根據其對應的貼近度tj按照從小到大的方式排序，將tj值最小的布點方案確定為動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的最優布點方案。
有益效果
與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：
本發明充分考慮動態無功補償裝置對特高壓直流受端交流電網的綜合影響，提出了一種基於該多指標評價體系的動態無功補償裝置布點方法及裝置，先通過故障極限切除時間法確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集，再通過暫態穩定薄弱故障集確定初始布點方案，之後建立多指標評價體系(多指標包括特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間)，並獲取初始布點方案集中各個方案的指標值，然後採用主觀和客觀賦權值方法得到各個方案指標值的加權值，最後通過主客觀加權最優分析法確定動態無功補償裝置的最優布點方案。本方法及裝置提高了動態無功補償裝置布點方案的準確性，充分發揮了動態無功補償裝置對電網的綜合支撐能力；尤其是，採用主客觀加權最優分析法，綜合考慮動態無功補償裝置的多指標因素，能較好地確定動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的布點方案，具有良好的推廣應用價值。
附圖說明
圖1是本發明實施例一提供的布點方法的基本流程圖；
圖2是本發明實施例一提供的布點裝置的結構示意圖；
圖3是本發明實施例二中的電網結構示意圖。
具體實施方式
本發明提供了一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法，該方法採用多指標評價體系，全面綜合考慮多項指標，以獲得動態無功補償裝置的最優布點方案。下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明。
實施例一
圖1示出了本發明實施例一提供的一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法的基本流程圖，該方法包括以下步驟：
步驟s1：採用故障極限切除時間法，確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集。
本發明採用故障極限切除時間法確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集，所謂「故障極限切除時間」是指：電網線路三相短路接地故障後，保持電網暫態穩定的故障最長切除時間。步驟s1在實施過程中具體包括：
步驟s1.1：通過對特高壓直流受端交流電網的線路進行三相短路接地故障掃描，求取各處線路的故障極限切除時間，即對於一個包含n個母線的特高壓直流受端交流電網而言，可以採用仿真法求取所有線路三相短路接地故障的故障極限切除時間；
步驟s1.2：確定所述故障極限切除時間最短的線路，將所述線路確定為暫態穩定薄弱故障集，即將故障極限切除時間最短的線路記為l，即l為本實施例的暫態穩定薄弱故障集。
步驟s2：基於步驟s1確定的所述暫態穩定薄弱故障集，確定動態無功補償裝置在電網中的初始布點方案集。具體包括：
步驟s2.1：將動態無功補償裝置配置在電網中的不同母線處，得到多個不同布點方案；
步驟s2.2：通過在所述暫態穩定薄弱故障集l設置三相短路接地故障，求取不同布點方案的所述故障極限切除時間；
步驟s2.3：將不同布點方案根據其對應的所述故障極限切除時間從大到小的順序進行排列，選取前n個方案構成所述初始布點方案集，其中，n故障極限切除時間>特高壓直流輸電能力>母線電壓的恢復時間，並按照上述重要程度的順序將動態無功補償裝置指標集簡記為d＝{x1,x2,…xm}；因此，指標xi與xi+1的重要性程度之比ωi/ωi+1表示為
hi＝ωi/ωi+1，i＝1,2,…,m-1(2)
其中：ωi是指標xi的主觀加權值，hi根據指標xi與xi+1的主觀重要性程度人為確定，hi的取值範圍包括：1、1.2、1.5或2；
hi一般按照如下原則確定取值：1)指標xi與xi+1同等重要，hi＝1；2)指標xi比xi+1略微重要，hi＝1.2；3)指標xi比xi+1重要，hi＝1.5；4)指標xi比xi+1很重要，hi＝2。
在給定hi後，第m個指標的主觀加權值為
在求得第m個指標的主觀加權值後，利用式(2)求取其餘m-1個指標的主觀加權值；
步驟s4.3：採用客觀熵值法，求取同一類指標值的客觀加權值；第i個指標的熵值為
其中：s＝1/lnn，i＝1,2,…,m。假定當fij＝0時，fijlnfij＝0。
那麼第i個指標的客觀加權值為
其中：0≤ωi≤1，
步驟s5：採用主客觀加權最優分析法，分析步驟s4中得到的各個方案指標值的所述加權值，確定動態無功補償裝置的最優布點方案。
本發明採用主客觀加權最優分析法，分析各個方案指標值的加權值，具體而言包括：
步驟s5.1：通過二次規劃法求解式(6)，得出各個指標值的主觀加權值和客觀加權值的係數α、β：
式中：各個指標的主觀加權值為ω＝(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm)，客觀加權值為k＝(k1,k2…,ki,…,km)，其中，ωi為第i個指標值對應的主觀加權值，ki為第i個指標值對應的客觀加權值，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，j為目標函數，表示使得所有布點方案下各指標主觀加權和客觀加權的差值平方最小的函數，即各指標經過主觀加權和客觀加權後趨於統一，rij為第j個布點方案中第i個指標值的大小；
步驟s5.2：利用式(7)求取初始布點方案集中各個布點方案的貼近度：
式中：gij＝(αωi+βki)rij，pi＝max{gij|j＝1,2,…,n}，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，gij和pi為計算中間量；
步驟s5.3：將所述初始布點方案集中各個布點方案根據其對應的貼近度tj按照從小到大的方式排序，將tj值最小的布點方案確定為動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的最優布點方案。
因為tj值越小，說明動態無功補償裝置布點方案在特高壓直流受端交流電網中的綜合效果越好，所以，動態無功補償裝置的最優布點方案為貼近度tj最小的方案。
圖2示出了本發明實施例一提供的一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點裝置的結構示意圖，該裝置包括暫態穩定薄弱故障集生成單元10、初始布點方案集生成單元20、多指標評價單元30、加權值求取單元40和最優布點方案生成單元50；
所述暫態穩定薄弱故障集生成單元10，用於採用故障極限切除時間法確定特高壓直流受端交流電網的暫態穩定薄弱故障集,具體包括：
故障掃描子單元11，用於對特高壓直流受端交流電網的線路進行三相短路接地故障掃描，並求取各處線路的故障極限切除時間；
暫態穩定薄弱故障集確定子單元12，用於確定所述故障極限切除時間最短的線路，將所述線路確定為暫態穩定薄弱故障集；
其中，故障極限切除時間定義為電網線路三相短路接地故障後，保持電網暫態穩定的故障最長切除時間。
所述初始布點方案集生成單元20，用於根據所述暫態穩定薄弱故障集，確定動態無功補償裝置在電網中的初始布點方案集，具體包括：
候選布點方案生成子單元21，用於將動態無功補償裝置配置在電網中的不同母線處，得到多個不同布點方案；
分析子單元22，用於通過在所述暫態穩定薄弱故障集設置三相短路接地故障，求取不同布點方案的所述故障極限切除時間；
初始布點方案確定子單元23，用於將不同布點方案根據其對應的所述故障極限切除時間從大到小的順序進行排列，選取前n個方案構成所述初始布點方案集，其中，n為整數且小於電網中的總母線數。
所述多指標評價單元30，用於建立多指標評價體系，並求取所述初始布點方案集中各個方案的指標值，具體包括：
體系建立子單元31，用於建立多指標評價體系，採用指標包括：特高壓直流接入短路比、故障極限切除時間、特高壓直流輸電能力和母線電壓恢復時間；
指標值求取子單元32，用於求取所述初始布點方案集中各個方案的指標值；
其中，所述特高壓直流接入短路比定義為
式中：m為直流所對應的短路比，sac為直流線路逆變側母線的短路容量，即換流母線處短路電流與額定電壓的乘積，pd為直流額定有功功率，即直流輸電系統的固有屬性值，qc為換流母線交流測投入電抗器或電容器的容量，即根據實際投入的電容器或電抗器組數確定的測量值；
所述特高壓直流輸電能力定義為特高壓直流受端交流電網接納特高壓直流輸送功率的大小；
所述母線電壓恢復時間定義為電網故障後所有母線的電壓值恢復到0.8p.u.以上所需時間的平均值。
所述加權值求取單元40，用於採用主觀和客觀賦權值方法，求取所述各個方案的指標值的加權值，具體包括：
歸一化處理子單元41，用於對所述初始布點方案集中各個方案的指標值進行歸一化處理；
主觀加權值子單元42，用於根據動態無功補償裝置對特高壓直流受端交流電網的影響情況，確定多指標體系中各個指標的重要程度排序，求取同一類指標值的主觀加權值；
其中，所述重要程度排序為特高壓直流接入短路比>故障極限切除時間>特高壓直流輸電能力>母線電壓的恢復時間，按照所述重要程度的順序將動態無功補償裝置指標集簡記為d＝{x1,x2,…xm}，因此，指標xi與xi+1的重要性程度之比ωi/ωi+1表示為
hi＝ωi/ωi+1，i＝1,2,…,m-1(2)
其中：ωi是指標xi的主觀加權值，hi根據指標xi與xi+1的主觀重要性程度人為確定，hi的取值範圍包括：1、1.2、1.5或2；
，一般按如下原則選取：1)指標xi與xi+1同等重要，hi＝1；2)指標xi比xi+1略微重要，hi＝1.2；3)指標xi比xi+1重要，hi＝1.5；4)指標xi比xi+1很重要，hi＝2。
在給定hi後，第m個指標的主觀加權值為
在求得第m個指標的主觀加權值後，利用式(2)求取其餘m-1個指標的主觀加權值；
客觀加權值子單元43，用於採用客觀熵值法，求取同一類指標值的客觀加權值；
其中，第i個指標的熵值為
其中：s＝1/lnn，i＝1,2,…,m。假定當fij＝0時，fijlnfij＝0。
那麼第i個指標的客觀加權值為
其中：0≤ωi≤1，
所述最優布點方案生成單元50，用於採用主客觀加權最優分析法，分析所述加權值求取單元得到的各個方案指標值的所述加權值，確定動態無功補償裝置的最優布點方案，具體包括：
係數求取子單元51，用於通過二次規劃法求解式(6)，得出各個指標值的主觀加權值和客觀加權值的係數α、β：
式中：各個指標的主觀加權值為ω＝(ω1,ω2,…,ωi,…,ωm)，客觀加權值為k＝(k1,k2…,ki,…,km)，其中，ωi為第i個指標值對應的主觀加權值，ki為第i個指標值對應的客觀加權值，n為初始布點方案集中的方案總數，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，j為目標函數，表示使得所有布點方案下各指標主觀加權和客觀加權的差值平方最小的函數，即各指標經過主觀加權和客觀加權後趨於統一，rij為第j個布點方案中第i個指標值的大小；
貼近度求取子單元52，用於利用式(7)求取所述初始布點方案集中各個布點方案的貼近度tj：
式中：gij＝(αωi+βki)rij，pi＝max{gij|j＝1,2,…,n}，n為初始布點方案集中的方案總數，m為多指標評價體系中指標的數量，gij和pi為計算中間量；
最優布點方案確定子單元53，用於將所述初始布點方案集中各個布點方案根據其對應的貼近度tj按照從小到大的方式排序，將tj值最小的布點方案確定為動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的最優布點方案。
關於上述裝置實施例中各個單元具體工作原理可參照上述方法實施例中各個步驟的實施細節的相應部分的描述，此處不再贅述。
本發明實施例一提供的一種特高壓直流受端交流電網的動態無功補償裝置布點方法及裝置，通過充分考慮動態無功補償裝置對特高壓直流受端交流電網的綜合影響，建立多指標評價體系，並基於該多指標評價體系來優化和確定動態無功補償裝置的最優布點方案，提高了布點方案的準確性，充分發揮了動態無功補償裝置對電網的綜合支撐能力，同時利用主客觀加權最優分析法，綜合考慮動態無功補償裝置的多指標因素，能較好地確定動態無功補償裝置在特高壓直流受端交流電網中的布點方案，具有良好的推廣應用價值。
實施例二
圖3示出了本發明實施例二中的實際電網結構示意圖。在該電網中，主網包括21個主變電站、13個發電廠以及3條外區域聯絡線；母線1處為特高壓直流換流站；計劃在該電網中配置額定容量為300mvar的同步調相機以提高該直流受端電網的電壓穩定性。採用本發明布點方法的具體操作步驟如下：
步驟s1：採用仿真分析方法得到在線路l1-4(l1-4表示母線1和母線4之間的線路)三相短路接地故障的極限切除時間最短，因此該系統的薄弱故障集為線路l1-4。
步驟s2：在電網21個變電站分別配置同步調相機後，通過在線路l1-4處三相短路接地故障，得到同步調相機不同布點方案下的極限切除時間，結果如表1所示。將不同布點方案的極限切除時間按從大到小的順序排序，選取電網變電站總數的50％作為初始布點方案數量，即同步調相機初始布點方案為母線12、13、11、5、1、3、2、15、6和4，總共10個。
步驟s3：利用式(1)分別求取上述10種布點方案的特高壓直流接入短路比，並採用仿真分析方法求取各布點方案的特高壓直流輸送能力和母線電壓恢復時間，結果如表1所示。
表1同步調相機不同布點方案下各指標值大小
步驟s4：將表1中各布點方案的指標體系表示成矩陣形式，即記為x。並且利用式(9)和式(10)將矩陣x歸一化後變換為矩陣r。按特高壓直流接入短路比>故障極限切除時間>特高壓直流輸電能力>母線電壓的恢復時間的重要程度，設置上述4個指標的的重要程度之比，即{h1＝1.5,h2＝1.5,h3＝1.2}。並利用式(3)求取各指標的主觀加權係數為
{ω1＝0.403,ω2＝0.2687,ω3＝0.1791,ω4＝0.1493}
另一方面，利用式(4)和式(5)，求取各指標的客觀加權係數為
{k1＝0.2502,k2＝0.2498,k3＝0.2500,k4＝0.2495}
步驟s5：通過式(6)和式(7)，求取各布點方案的貼近度，結果如表2所示。由表2可見，通過主客觀加權最優分析方法得出同步調相機的最優布點方案是在母線12處，其次較好的方案是直流換流站交流側母線1處。
表2同步調相機不同布點方案的貼近度
而已有布點方法主要通過單一指標來確定布點，比如僅通過特高壓直流接入短路比分析，同步調相機在直流換流站交流側母線1處最好，而通過極限切除時間來看，同步調相機在母線12處最好。因此，通過傳統的布點方法，難以準確確定動態無功補償裝置在直流受端交流電網的最優布點。採用本發明所提方法，通過綜合考慮動態無功補償裝置的多重影響因素，確定動態無功補償裝置在直流受端交流電網中的最優布點，可充分發揮動態無功補償裝置對電網的綜合支撐能力。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。