受端電網直流功率緊急控制措施量化方法技術

本發明專利技術提供了一種基于故障仿真的交直流混聯受端電網直流功率緊急控制措施量化方法流程圖。通過對受端電網的一個或多個故障進行仿真，得到系統失穩情況下交流系統有效短路比與相應的直流功率緊急控制措施量之間的關系，從而在電網實際運行中出現故障時，可以直接應用該直流功率緊急控制措施量降低受端電網的直流輸入功率，快速減小故障對電網穩定性的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體上涉及電網領域，更具體地，涉及一種受端電網直流功率緊急控制措施量化方法。
技術介紹
為解決能源資源與用電負荷分布不均衡的矛盾，2011年以來，特高壓電網已步入快速發展階段，特高壓交流試驗示范工程、淮南-皖南-浙北-滬西交流工程、±800千伏錦蘇、復奉、溪浙等特高壓直流工程逐步建成投運，特高壓交直流混聯電網初步形成。未來我國將逐步建成以特高壓交流和多回特高壓直流為骨干網架的“三華”交直流混聯電網；將西部及北部火電、西南水電及西部風電等遠距離、大規模密集饋入京津冀魯、長三角和華中東部等負荷中心。交直流混聯受端電網在大量接收外來廉價電力的同時，本地裝機/開機容量減少、外受電力比重增大，承受大擾動沖擊的能力有所降低，嚴重故障沖擊下為保證受端電網穩定運行需采取大量切除負荷措施，經濟社會代價較大。直流系統具備靈活調節控制能力，通過靈活控制故障后直流系統輸送功率可以有效減小故障后所需切負荷措施，改善電網運行特性。目前對故障后直流功率緊急控制措施量的確定主要依賴事前大量人工仿真計算，并結合經驗進行確定，難以匹配復雜運行方式的穩定控制要求。但是，目前的計算方法工作量大、計算繁瑣，缺乏系統性、標準化。
技術實現思路
本專利技術提供了一種基于故障仿真的交直流混聯受端電網直流功率緊急控制措施量化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟1、交直流系統正常運行條件下，計算交流系統有效短路比ESCR0；步驟2、計算第i次故障時電網穩定情況，判斷電網在發生第i次故障時是否發生失穩；若不失穩，記錄故障后直流穩態恢復功率Pi，轉步驟2，計算第i+1次故障；若失穩，轉步驟3；i的初始值為1；步驟3、計算第i次故障清除后的交流系統有效短路比ESCRi；步驟4、判斷交流系統有效短路比ESCRi與臨界有效短路比ESCRLIMIT的相對大小；若ESCRi≥ESCRLIMIT，轉步驟7；若ESCRi＜ESCRLIMIT，轉步驟5；ESCRLIMIT取1.5；步驟5、計算第i次故障后直流功率緊急控制措施量Pcontrol-i，如果Pcontrol-i小于最大直流功率緊急控制措施量Pcontrol-max，則將受端電網的直流輸入功率降低Pcontrol-i以執行直流功率緊急控制，否則將受端電網的直流輸入功率降低Pcontrol-max執行直流功率緊急控制；然后轉步驟6；步驟6、判斷直流功率緊急控制后電網是否恢復穩定；若穩定，則記錄直流功率緊急控制措施量，轉步驟7；若不穩定，增大用于計算直流功率緊急控制措施量的系數Ki，轉步驟5；若直流功率緊急控制措施量達到Pcontrol-max后，電網仍無法恢復穩定，轉步驟7；步驟7、結束計算。可選地，所述步驟1中計算交流系統有效短路比ESCR0，如下式所示。ESCR0=Sac-0-Qc-0Pd-0]]>其中，Sac-0為交直流系統正常運行條件下的交流系統短路容量，Qc-0為交直流系統正常運行條件下直流逆變側濾波電容的實際無功功率，Pd-0為交直流系統正常運行條件下直流穩態恢復功率值。可選地，所述步驟3中計算第i次故障清除后的交流系統有效短路比ESCRi，如下式所示：ESCRi=Sac-i-Qc-iPd-i]]>其中，Sac-i為第i次故障后的交流系統短路容量，Qc-i為第i次故障后直流逆變側濾波電容的實際無功功率，Pd-i為第i次故障后直流穩態恢復功率值。可選地，所述步驟5中計算第i次故障后直流功率緊急控制措施量Pcontrol-i，如下式所示：Pcontrol-i=(Pi-1-ESCRiESCRref*Pi-1)*Ki]]>其中：Pi-1為第i-1次故障后直流穩態恢復功率，即第i次故障發生前的直流穩態運行功率；ESCRi為第i次故障后交流系統有效短路比；ESCRref為故障后可接受的最低有效短路比；Ki為控制系數，通過調節Ki來調節直流功率緊急控制措施量。可選地，ESCRref為經驗值。可選地，Ki取0.7～1.0之間的值。可選地，最大直流功率緊急控制措施量Pcontrol-max取值為受交直流系統交互影響約束直流系統所能采取的最大調節量，當直流控制功率超過此量時將導致交流系統發生連鎖故障。附圖說明為了更完整地理解本專利技術及其優勢，現在將參考結合附圖的以下描述，其中：圖1是本專利技術一種受端電網直流功率緊急控制措施量化方法流程圖。圖2示意性示出了一個交直流混聯電網的示例。圖3示出了500KV母線電壓恢復情況對比圖。圖4示出了220KV母線電壓恢復情況對比圖。具體實施方式根據結合附圖對本專利技術示例性實施例的以下詳細描述，本專利技術的其它方面、優勢和突出特征對于本領域技術人員將變得顯而易見。在本專利技術中，術語“包括”和“含有”及其派生詞意為包括而非限制；術語“或”是包含性的，意為和/或。在本說明書中，下述用于描述本專利技術原理的各種實施例只是說明，不應該以任何方式解釋為限制專利技術的范圍。參照附圖的下述描述用于幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本專利技術的示例性實施例。下述描述包括多種具體細節來幫助理解，但這些細節應認為僅僅是示例性的。因此，本領域普通技術人員應認識到，在不背離本專利技術的范圍和精神的情況下，可以對本文中描述的實施例進行多種改變和修改。此外，為了清楚和簡潔起見，省略了公知功能和結構的描述。此外，貫穿附圖，相同參考數字用于相似功能和操作。圖1是本專利技術一種基于故障仿真的交直流混聯受端電網直流功率緊急控制措施量化方法流程圖。通過對受端電網的一個或多個故障進行仿真，得到系統失穩情況下交流系統有效短路比與相應的直流功率緊急控制措施量之間的關系，從而在電網實際運行中出現故障時，可以直接應用該直流功率緊急控制措施量降低受端電網的直流輸入功率，快速減小故障對電網穩定性的影響。如圖1所示，該方法啟動后，在步驟1，交直流系統正常運行條件下，計算交流系統(母線)有效短路比ESCR0。根據下式(1)計算交流系統有效短路比ESCR0：ESCR0=Sac-0-Qc-0Pd-0---(1)]]>其中，Sac-0為交直流系統正常運行條件下的交流系統短路容量，Qc-0為交直流系統正常運行條件下直流逆變側濾波電容的實際無功功率，Pd-0為交直流系統正常運行條件下直流穩態恢復功率值。然后，在步驟2，計算第i次故障時電網穩定情況，判斷電網在發生第i次故障時是否發生失本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于故障仿真的交直流混聯受端電網直流功率緊急控制措施量化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟1、交直流系統正常運行條件下，計算交流系統有效短路比ESCR0；步驟2、計算第i次故障時電網穩定情況，判斷電網在發生第i次故障時是否發生失穩；若不失穩，記錄故障后直流穩態恢復功率Pi，轉步驟2，計算第i+1次故障；若失穩，轉步驟3；i的初始值為1；步驟3、計算第i次故障清除后的交流系統有效短路比ESCRi；步驟4、判斷交流系統有效短路比ESCRi與臨界有效短路比ESCRLIMIT的相對大小；若ESCRi≥ESCRLIMIT，轉步驟7；若ESCRi＜ESCRLIMIT，轉步驟5；ESCRLIMIT取1.5；步驟5、計算第i次故障后直流功率緊急控制措施量Pcontrol?i，如果Pcontrol?i小于最大直流功率緊急控制措施量Pcontrol?max，則將受端電網的直流輸入功率降低Pcontrol?i以執行直流功率緊急控制，否則將受端電網的直流輸入功率降低Pcontrol?max執行直流功率緊急控制；然后轉步驟6；步驟6、判斷直流功率緊急控制后電網是否恢復穩定；若穩定，則記錄直流功率緊急控制措施量，轉步驟7；若不穩定，增大用于計算直流功率緊急控制措施量的系數Ki，轉步驟5；若直流功率緊急控制措施量達到Pcontrol?max后，電網仍無法恢復穩定，轉步驟7；步驟7、結束計算。...

【技術特征摘要】
1.一種基于故障仿真的交直流混聯受端電網直流功率緊急控制措
施量化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
步驟1、交直流系統正常運行條件下，計算交流系統有效短路比
ESCR0；
步驟2、計算第i次故障時電網穩定情況，判斷電網在發生第i
次故障時是否發生失穩；若不失穩，記錄故障后直流穩態恢復功率Pi，
轉步驟2，計算第i+1次故障；若失穩，轉步驟3；i的初始值為1；
步驟3、計算第i次故障清除后的交流系統有效短路比ESCRi；
步驟4、判斷交流系統有效短路比ESCRi與臨界有效短路比
ESCRLIMIT的相對大小；若ESCRi≥ESCRLIMIT，轉步驟7；若
ESCRi＜ESCRLIMIT，轉步驟5；ESCRLIMIT取1.5；
步驟5、計算第i次故障后直流功率緊急控制措施量Pcontrol-i，如
果Pcontrol-i小于最大直流功率緊急控制措施量Pcontrol-max，則將受端電網
的直流輸入功率降低Pcontrol-i以執行直流功率緊急控制，否則將受端電
網的直流輸入功率降低Pcontrol-max執行直流功率緊急控制；然后轉步驟
6；
步驟6、判斷直流功率緊急控制后電網是否恢復穩定；若穩定，
則記錄直流功率緊急控制措施量，轉步驟7；若不穩定，增大用于計
算直流功率緊急控制措施量的系數Ki，轉步驟5；若直流功率緊急控
制措施量達到Pcontrol-max后，電網仍無法恢復穩定，轉步驟7；
步驟7、結束計算。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中計算交
流系統有效短路比ESCR0，如下式所示。
ESC...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐曉駿，李勇，謝巖，劉兵，陳湘，劉志成，林俊杰，劉天斌，申旭輝，呂東曉，楊琦，徐友平，李晶，李群山，張鑫，奚江惠，羅紅梅，張三洪，邱麗萍，黎桂光，李曉珺，邊宏宇，呂思卓，徐遐齡，李惠玲，
申請(專利權)人：華中電網有限公司，中國電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：湖北;42