基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法技术方案

本发明专利技术公开了基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其步骤为：步骤1、获取直流受端系统模型及参数；步骤2、在步骤１所获取的直流受端系统模型及参数的基础上，计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵；步骤3、根据步骤２计算出的当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，建立直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型；步骤4、对于步骤３所建立的直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型，采用基于灵敏度分析的近似线性规划方法求解切负荷控制优化问题。本发明专利技术可有效减小计算量，提高优化速度，在确保系统具有设定的暂态稳定裕度的前提下，尽量降低切负荷经济代价。

【技术实现步骤摘要】
基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法
本专利技术涉及电力系统暂态切负荷控制
，特别是基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法。
技术介绍
我国西北、西南地区含有丰富的优质清洁能源，而负荷集中于华中及华东地区，因此，需要远距离、大规模输送电能。HVDC(高压直流，highvoltagedirectcurrent)输电技术成熟，具有很好的经济性和安全性，得到了日益广泛的应用。与传统电力系统相比，直流受端系统的外部电源比例大幅提高。由于电力电子装置响应极快，故系统的等效惯性时间常数减小，频率调节能力减弱。在换流站发生单极或双极闭锁故障时，由于受端系统出现大量功率缺额，将导致频率大幅下降。同时，换流站需要消耗大量无功功率，故障后换流站附近将会出现短时的无功功率过剩，并导致母线电压急剧升高，此后随着无功补偿设备的切除又逐渐降低。频率、电压的大幅波动将通过负荷的电压及频率特性进一步影响系统的动态响应和稳定性。另外，系统内大范围的潮流转移还可能使得某些输电线路超限，并使得某些节点电压偏低，如不及时处置还可能引发连锁故障甚至导致系统崩溃等更严重的后果。因此，认真分析直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取直流受端系统模型及参数；步骤2、在步骤1所获取的直流受端系统模型及参数的基础上，计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵；步骤3、根据步骤2计算出的当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，建立直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型；步骤4、对于步骤3所建立的直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型，采用基于灵敏度分析的近似线性规划方法求解切负荷控制优化问题。

【技术特征摘要】
1.一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取直流受端系统模型及参数；步骤2、在步骤1所获取的直流受端系统模型及参数的基础上，计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵；步骤3、根据步骤2计算出的当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，建立直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型；步骤4、对于步骤3所建立的直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型，采用基于灵敏度分析的近似线性规划方法求解切负荷控制优化问题。2.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，所述步骤1中的直流受端系统模型及参数包括：系统的结构，各联络线的输入功率，各同步发电机、HVDC逆变站的模型及参数，各线路阻抗，各变电站负荷，各可控负荷节点的代价因子、可控量上下限以及切负荷率初值ρ(0)；设置初始迭代次数k＝0，kmax为最大迭代次数。3.根据权利要求2所述的一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，最大迭代次数kmax＝15。4.根据权利要求2所述的一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，所述步骤2中，所述的计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，暂态稳定裕度包括暂态功角稳定裕度、暂态频率稳定裕度和暂态电压稳定裕度，灵敏度矩阵包括暂态电压灵敏度矩阵、暂态功角灵敏度矩阵和暂态频率灵敏度矩阵；具体如下：直流受端系统当前切负荷率ρ＝ρ(k)，ρ(k)为第k次迭代时直流受端系统的切负荷率，计算系统故障响应曲线，并根据轨线分析系统的暂态功角、频率及电压稳定性；暂态功角稳定裕度其中，t0为故障开始时刻，tf为仿真结束时刻，t为暂态时段[t0,tf]内的任一时刻，δ(t)为t时刻的同步发电机功角，是暂态时段[t0,tf]内δ(t)的最大值，δmax为最大摇摆角；暂态频率稳定裕度其中，f为直流受端系统的频率，fN为额定频率，fmin为系统安全运行的最低频率；系统对暂态电压跌落的可接受性以电压二元表(ucr,τcr)的形式给出，ucr为临界电压，τcr为电压持续低于ucr的最大可接受时间；暂态电压稳定裕度其中，s为宽度为τcr的时间窗口[t,t+τcr]内的任意时刻，u(s)为s时刻的节点电压，uN为额定电压；用时间窗口[t,t+τcr]对暂态电压曲线进行扫描，若暂态电压恒等于额定值，则ξu＝1；当暂态电压恒等于ucr时，ξu＝0；对于直流受端系统，计算各节点的暂态电压稳定裕度ξu，进行排序，取ξu最小的若干个节点为电压监测节点；直流受端系统共有n个电压监测节点，m个负荷控制节点；暂态电压灵敏度矩阵λu为n×m阶矩阵，其第i行、第j列元素其中，ξu,i为第i个电压监测节点的暂态电压稳定裕度，λu,ij表示第j个负荷控制节点的负荷微变单位量所引起的ξu,i的变化量，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m，Pj与ΔPj分别为第j个负荷控制节点的当前负荷及负荷变化量；设Pj0为第j个负荷控制节点的初始负荷，ρj与Δρj分别为第j个负荷控制节点的当前切负荷率及切负荷率增量,得到第j个负荷控制节点当前负荷Pj＝Pj0(1-ρj)，该节点负荷变化量为ΔPj＝Pj0·Δρj；暂态功角灵敏度矩阵λδ为1×m阶矩阵，第j个元素j＝1,2,…,m，其中，ξδ为暂态功角稳定裕度，λδ,j表示第j个负荷控制节点的负荷微变单位量所引起的ξδ变化量；暂态...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海强，熊浩清，安军，鞠平，代飞，杨阳，张毅明，何裕强，赵娟，刘轶，孙冉，
申请(专利权)人：河海大学，国网河南省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32