多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统技术方案

技术编号:17736601 阅读:45 留言:0更新日期:2018-04-18 12:55
本公开提供了一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法,其中,该方法包括:步骤1:建立指定运行方式下的多直流馈入区域电网仿真数据模型;步骤2:仿真分析预定故障下区域电网频率下跌情况,其中,若频率和延时满足相应条件,则启动频紧急控制;步骤3:确定区域电网直流调制量、切泵切负荷执行量,按照最大可执行量形成单个措施组成的频率紧急控制策略表,仿真分析预定故障下采取单个措施的频率恢复效果;以及步骤4:若单个措施下的恢复频率不满足相应条件,仿真分析预定故障下采取组合措施的频率恢复效果,并按频率恢复值和措施执行量进行优选排序,形成该指定方式下频率紧急控制策略表。

Simulation method and system of frequency emergency control strategy for multi DC feed into area network

This disclosure provides emergency control strategy simulation method, a multi infeed DC mains frequency range which, the method includes: Step 1: multi infeed DC regional power grid simulation data model named operation mode; step 2: simulation analysis under predetermined fault mains frequency range decline, which, if the frequency and delay to meet the corresponding conditions, then start frequency emergency control; step 3: determine the regional power grid, DC modulation cutting pump load shedding execution amount according to the maximum amount of executable measures to form a single frequency composition of the emergency control strategy, simulation analysis by a single predetermined fault frequency recovery measures and effect; step 4: if a single measure of the recovery frequency does not meet the corresponding conditions, simulation analysis take a combination of measures under the predetermined failure frequency recovery effect, and according to the frequency of the recovery value and measures. The number of rows is preferred and ordered to form the frequency emergency control strategy table under the specified mode.

【技术实现步骤摘要】
多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统
本公开涉及一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统。
技术介绍
维持电力系统的频率稳定是电力系统安全稳定运行的主要目标。大规模电网的多区域互联、交直流混联运行等给电力系统频率稳定带来了新的挑战。随着我国电网一体化特征不断凸显,直流跨区域输送容量持续增大,交直流、送受端电网耦合关系日益密切,故障对电网的影响由局部转为全局。最近的电网运行数据表明,特高压直流闭锁故障容易引起互联电网的频率稳定问题。例如,2015年9月19日21:58,锦苏特高压直流双极因直流分压器电路板间隙被击穿导致线路欠压保护动作,锦苏直流双极闭锁,受端电网损失功率4900MW。事故后,系统频率快速跌落,经过12s,华东电网频率从49.97Hz跌至最低49.563Hz,为近10年来首次跌破49.8Hz。故障后通过机组一次调频和自动发电控制(AutomaticGenerationControl,简称为AGC)的作用,系统频率得到恢复。由于馈入直流容量占比逐渐增大,电网同步转动惯量逐渐减小,这导致的系统稳定调节能力不断弱化,单回直流闭锁就有可能触发低频减载动作,这使得电网的频率稳定受到严峻考验。针对特高压直流闭锁后的电网频率稳定问题,目前的频率紧急协调控制系统主要由协控运行主站、多直流协调控制系统、负荷控制系统、抽蓄切泵控制系统四大部分组成,以实现直流协调控制、安控切抽蓄机组、负荷控制等功能。具体在确定低频减载策略时有学者利用SFR模型及其扩展模型整定低频减载,可一定程度上反应调速系统作用,但该线性模型无法完全反应旋转备用的影响,在实际应用中的效果尚待研究。还有学者在研究系统频率控制策略时将系统频率动态简化为解析的指数模型以整定低频减载,因而利用传统方法整定低频减载简单易行,但是由于模型过于简化且未能与直流调制、切泵其他频率控制措施统筹协调,使得整定方案较为粗糙。现行直流闭锁安控措施针对单一直流闭锁整定,对严重故障方式下多回直流相继闭锁等问题考虑不足,可能造成严重故障形式下调制措施量不足而造成负荷的大量损失,难以满足电网安全稳定运行的需要。
技术实现思路
为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取如下技术方案:本专利技术提供了一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法,该方法包括以下步骤:步骤1:建立指定运行方式下的多直流馈入区域电网仿真数据模型,并确定频率紧急控制策略的启动值fr,延时tr,以及区域电网要求的频率恢复值为fs;建立多直流馈入区域电网出现低频现象的故障集;步骤2:仿真分析预定故障下区域电网频率下跌情况,若频率和延时满足相应条件,则启动频紧急控制,转入步骤3;若频率和延时不满足相应条件,则仿真分析下一个预定故障;步骤3:确定区域电网直流调制量、切泵切负荷执行量,按照最大可执行量形成单个措施组成的频率紧急控制策略表,仿真分析预定故障下采取单个措施的频率恢复效果。步骤4:若单个措施下的恢复频率不满足相应条件,仿真分析预定故障下采取组合措施的频率恢复效果,并按频率恢复值和措施执行量进行优选排序,形成该指定方式下频率紧急控制策略表。所述步骤1中频率紧急控制策略的启动值fr=fs+r,其中,r为裕度量,fs为低频减载基本轮第一轮设定值和特殊轮第一轮设定值中较大者。所述步骤1中故障集中包含的故障包括以下故障中的一种或多种:单回直流单极或双极闭锁故障、多回直流同时双极闭锁故障、多回直流不同间隔时间相继双极闭锁故障、电厂全停故障等。所述步骤2中仿真监视预定故障下区域电网实时频率f、以及f低于fr的持续时间t,启动频率紧急控制应同时满足以下判据:1)f<fr;2)t>tr。所述步骤3中单个频率紧急控制措施包括:1)馈入直流:以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率;2)馈入直流:以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率;3)馈入直流:以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率;4)送出直流:控制送出直流功率紧急降落,最低可降至额定功率的10%;5)联切故障省份电泵和负荷;6)联切整个区域电网电泵或负荷。所述步骤3包括以下步骤:步骤3-1:确定各个控制措施的最大可执行量分别为:以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率量P1、以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率P2、以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率P3、控制送出直流功率紧急降落至最大值P4、故障省份电泵和负荷可切量P5、整个区域电网电泵和负荷可切量P6;步骤3-2:仿真计算预设故障下,当电网频率跌落至fr,延时tr,启动频率紧急控制,分别采取措施1~6(执行量按各措施最大执行量考虑,即P1~P6),频率的最低值fmin1~fmin6,频率的恢复值fs1~fs6;步骤3-3:判断fmin1~fmin6和fs1~fs6是否同时满足以下条件:1)fmin1~fmin6是否大于低频减载第一轮设定值;2)fs1~fs6是否大于fs;步骤3-4:若措施i满足步骤3-3判据,则将措施i置于可执行措施集合Q1中;若不满足,则将措施i置于不可执行措施集合Q2中;步骤3-5:若Q1≠空集,则将集合Q1中的各措施频率恢复值和措施总的执行量进行优选排序,频率恢复值越大、措施执行量越小,措施越优先考虑;若Q1=空集,则转入步骤4。所述步骤4中考虑直流调制和联切电泵/负荷的组合措施,组合措施包括:1)以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率,同时联切故障省份电泵和负荷;2)以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率,同时联切故障省份电泵和负荷;3)以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率,同时联切故障省份电泵和负荷;4)控制送出直流功率紧急降落,同时联切故障省份电泵和负荷。计算预定故障下,采取各组合措施的频率恢复效果,最后形成按频率恢复值和措施执行量经过优选排序后的可执行措施集合Q1,即某典型方式下区域电网频率紧急控制策略表。对于不同的运行方式,可按照上述步骤分别形成对应方式下的频率紧急控制策略表。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:1.本专利技术充分考虑了多直流馈入区域电网发生多同直流同时或相继闭锁故障下,分别执行单回直流闭锁安控措施,不足以解决受端电网频率失稳的问题。建立了包括单回直流单/双极闭锁、多回直流同时或不同间隔时间相继闭锁、电厂全停等严重故障形式在内的频率失稳问题故障集,充分考虑了严重功率缺额引起受端电网可能出现的频率失稳问题。2.本专利技术综合考虑了包括馈入、送出直流调制、切泵、切负荷等多种控制手段,通过实际电网数据仿真,明确了各种措施之间的执行量的协调配合关系。依据本专利技术提出的各种频率紧急控制措施优先次序及执行量确定方法,能够确保在受端电网出现频率问题时不切或尽可能少切负荷。3.本专利技术提出的频率紧急控制策略由频率状态量触发,基于实际电网数据仿真计算得出,对电网不同的运行工况具有良好的适应性。附图说明为了更完整地理解本公开及其优势,现在将参考结合附图的以下描述,其中:图1示意性示出了根据本公开实施例的2018年华中电网枯大方式潮流图;图2示意性示出了根据本公开实施例的多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法的流程图;图3示意性示出了根据本公开实施例的天中80本文档来自技高网
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多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统

【技术保护点】
一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法,包括:步骤1:建立指定运行方式下的多直流馈入区域电网仿真数据模型,并确定频率紧急控制策略的启动值fr、延时tr和区域电网要求的频率恢复值fs,以及建立多直流馈入区域电网出现低频现象的故障集;步骤2:仿真分析预定故障下区域电网频率下跌情况,其中,若频率和延时满足相应条件,则启动频紧急控制,转入步骤3,若频率和延时不满足相应条件,则仿真分析下一个预定故障;步骤3:确定区域电网直流调制量、切泵切负荷执行量,按照最大可执行量形成单个措施组成的频率紧急控制策略表,仿真分析预定故障下采取单个措施的频率恢复效果;以及步骤4:若单个措施下的恢复频率不满足相应条件,仿真分析预定故障下采取组合措施的频率恢复效果,并按频率恢复值和措施执行量进行优选排序,形成该指定方式下频率紧急控制策略表。

【技术特征摘要】
1.一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法,包括:步骤1:建立指定运行方式下的多直流馈入区域电网仿真数据模型,并确定频率紧急控制策略的启动值fr、延时tr和区域电网要求的频率恢复值fs,以及建立多直流馈入区域电网出现低频现象的故障集;步骤2:仿真分析预定故障下区域电网频率下跌情况,其中,若频率和延时满足相应条件,则启动频紧急控制,转入步骤3,若频率和延时不满足相应条件,则仿真分析下一个预定故障;步骤3:确定区域电网直流调制量、切泵切负荷执行量,按照最大可执行量形成单个措施组成的频率紧急控制策略表,仿真分析预定故障下采取单个措施的频率恢复效果;以及步骤4:若单个措施下的恢复频率不满足相应条件,仿真分析预定故障下采取组合措施的频率恢复效果,并按频率恢复值和措施执行量进行优选排序,形成该指定方式下频率紧急控制策略表。2.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述步骤1中:频率紧急控制策略的启动值fr=fs+r,其中,r为裕度量,fs为低频减载基本轮第一轮设定值和特殊轮第一轮设定值中较大者。3.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述步骤1中故障集中包含的故障包括以下故障中的一种或多种:单回直流单极或双极闭锁故障;多回直流同时双极闭锁故障;多回直流不同间隔时间相继双极闭锁故障;以及电厂全停故障。4.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述步骤2中:仿真监视预定故障下区域电网实时频率f、以及f低于fr的持续时间t,启动频率紧急控制应同时满足以下判据:f<fr;以及t>tr。5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述步骤3中单个频率紧急控制措施包括:馈入直流:以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率;馈入直流:以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率;馈入直流:以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率;送出直流:控制送出直流功率紧急降落,最低可降至额定功率的10%;联切故障省份电泵和负荷;以及联切整个区域电网电泵或负荷。6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述步骤3包括:步骤3-1:确定各个控制措施的最大可执行量分别为:以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率量P1;以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率P2;以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率P3;控制送出直流功率紧急降落至最大值P4;故障省份电泵和负荷可切量P5;以及整个区域电网电泵和负荷可切量P6;步骤3-2:仿真计算预设故障下,当电网频率跌落至fr,延时tr,启动频率紧急控制,分别采取执行量按...

【专利技术属性】
技术研发人员:李晓珺霍启迪唐晓骏申旭辉谢岩张志强吴丽华
申请(专利权)人:中国电力科学研究院有限公司国网江苏省电力有限公司经济技术研究院华北电力大学保定
类型:发明
国别省市:北京,11

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