特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统,包括获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统复杂故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；对所述安控解析后的数据分别进行暂态稳定计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，然后将计算结果汇总后输出。本发明专利技术保证直流预想故障仿真结果的精确度。

On-line Analysis and Decision-making Method and System for UHVDC Complex Faults

The present invention relates to an on-line analysis and decision-making method and system for UHVDC complex faults, which includes acquiring various data of power grid operation, integrating the data, analyzing the power flow of the integrated data, simulating the data changes during the operation of the power grid, analyzing the data after power flow analysis, and simulating the complex faults and operation modes of power grid DC system. Power flow level and control strategy; transient stability calculation, static security analysis calculation and multi-infeed DC short-circuit ratio calculation are carried out respectively for the data after security control analysis, and then the results are summarized and output. The invention guarantees the accuracy of the simulation result of DC anticipated fault.

【技术实现步骤摘要】
特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统
本专利技术涉及电力系统在线安全稳定计算分析的
，尤其是指一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统。
技术介绍
我国随着电网大规模互联的快速发展，我国电网将形成以特高压电网为骨干网架，世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最先进、运行特性最复杂的交直流混联大电网。随着特高压电网建设的推进，以及直流输电等大量电力电子元件应用、风电和光伏新能源电源大规模接入带来的运行压力不断增大，全网电气联系日趋紧密，断面间耦合关系更加复杂，安全稳定水平相互制约，社会对安全的关注日益突出。由于特高压直流输送功率较大，一旦发生闭锁故障，将对特高压直流送端电网和受端电网产生较大影响，可能引起大范围的潮流转移，导致部分设备重载或越限，同时由于有功功率损失较大，会引起频率下降。需要调度运行人员及时采取措施，一方面尽快恢复电网频率，另一方面消除设备越限或重载，保障电网安全稳定运行。现有的电力系统安全分析实现了对常规N-1预想故障的安全扫描，包括线路、变压器、母线及发电机等设备，这些设备故障后一般不产生有功功率损失或者有功功率损失较少，常规的安全分析算法由平衡机承担不平衡功率。对于特高压直流预想故障，由于故障引起的有功功率损失较大，不适合采用常规的安全分析算法，将直流故障损失的功率全部由平衡机承担会引起较大的计算偏差，无法准确确定直流故障后电网的潮流分布.为了克服上述问题，现有中国专利技术专利(CN107221945A)公开了一种特高压直流线路预想故障辅助决策方法和装置，包括：计算辅助决策可调措施对越限设备有功功率的影响，并获取重载设备列表；确定辅助决策策略；校验辅助决策策略，并确定重载设备列表中重载设备的可调裕度。上述通过对特高压直流预想故障后引起的潮流转移作了精细化考虑，虽然可以判断特高压直流预想故障引起的电网设备重载或越限，但是无法根据电网运行方式变化进行动态调整，难以保证直流故障仿真结果的精确度。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法根据电网运行方式变化进行动态调整，无法保证直流故障仿真结果的精确度的问题，从而提供一种可以保证直流故障仿真结果的精确度的特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术的一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法，包括获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；对所述安控解析后的数据分别进行暂态稳定计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，然后将计算结果汇总后输出。在本专利技术的一个实施例中，对所述安控解析后的数据进行暂态稳定计算包括对暂态频率计算、暂态电压计算、暂态功角计算。在本专利技术的一个实施例中，对所述暂态频率计算、暂态电压计算以及暂态功角计算时，若初始状态无故障，则建立换流器及直流线路模型；若初始状态有故障，则先建立换流器及直流线路模型，再建立直流控制系统模型。在本专利技术的一个实施例中，所述建立换流器及直流线路模型时，换流器的模拟采用准稳态模型公式，直流线路的模拟采用T型等值支路。在本专利技术的一个实施例中，所述直流控制系统模型包括主控、极控以及触发控制，且所述极控包括电流控制、电压控制。在本专利技术的一个实施例中，所述静态安全分析包括静态安全分析计算。在本专利技术的一个实施例中，所述多馈入直流短路比计算包括多馈入直流短路比分析计算。在本专利技术的一个实施例中，所述暂态稳定计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算完成后，对所述安控解析后的数据进行辅助决策分析。在本专利技术的一个实施例中，所述辅助决策分析是基于最优化算法设定优化控制目标的代价系数，考虑特高压故障调整策略优先级，通过最优化计算自动生成特高压直流预想故障辅助决策措施。本专利技术的一种特高压直流复杂故障在线分析决策系统，包括数据整合及分析模块、安控解析模块、计算模块，其中所述数据整合及分析模块用于获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，将整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；所述安控解析模块用于对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；所述计算模块用于对所述安控解析后的数据分别进行暂稳计算、静态安全分析计算、多馈入直流短路比计算以及辅助决策分析计算，然后将计算结果汇总后输出。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的特高压直流复杂故障在线分析决策方法及系统，对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统故障、运行方式、潮流水平以及控制策略，从而有利于根据所述电网运行方式变化进行动态调整，保证直流故障仿真结果的精确度；对所述安控解析后的数据分别进行暂稳分析计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，从而实现分布式并行计算，通过将大批量计算任务合理分配至计算机集群，提高直流故障仿真分析的计算效率，然后将计算结果汇总后输出，从而有利于实现对直流多种复杂故障类型的在线仿真分析。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术特高压直流复杂故障在线分析决策方法的流程图；图2是本专利技术换流器交流侧的准稳态模型示意图；图3是本专利技术换流器直流侧的准稳态模型示意图；图4是本专利技术直流控制系统的模型示意图图5是本专利技术特高压直流复杂故障在线分析决策系统的示意图。具体实施方式实施例一如图1所示，本实施例提供一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法，包括如下步骤：步骤S1：获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；步骤S2：对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；步骤S3：对所述安控解析后的数据分别进行暂稳计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，然后将计算结果汇总后输出。本实施例所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，所述步骤S1中，获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化，有利于为特高压交直流混联大电网实时预警和运行方式调整提供决策依据；所述步骤S2中，对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统故障、运行方式、潮流水平以及控制策略，从而有利于根据所述电网运行方式变化进行动态调整，保证直流故障仿真结果的精确度；所述步骤S3中，对所述安控解析后的数据分别进行暂稳计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，从而实现分布式并行计算，通过将大批量计算任务合理分配至计算机集群，提高直流故障仿真分析的计算效率，然后将计算结果汇总后输出，有利于保证直流预想故障仿真结果的精确度，从而实现对直流多种复杂故障类型的在线仿真分析。所述步骤S1中，获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合的方法为：从D5000平台获取电网实时运行数据、离线方式数据、断面稳定限额、稳控装置离线策略集、稳控装置实时信息等数据，生成用于在线仿真的电网模型、潮流数据、故障集和边界条件，用于后续的潮流分析。所述步骤S2中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；步骤S2：对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统复杂故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；步骤S3：对所述安控解析后的数据分别进行暂态稳定计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，然后将计算结果汇总后输出。

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取电网运行的各类数据，并对数据进行整合，再对整合后的数据进行潮流分析，模拟所述电网运行时的数据变化；步骤S2：对所述潮流分析后的数据进行安控解析，模拟电网直流系统复杂故障、运行方式、潮流水平以及控制策略；步骤S3：对所述安控解析后的数据分别进行暂态稳定计算、静态安全分析计算、以及多馈入直流短路比计算，然后将计算结果汇总后输出。2.根据权利要求1所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于：对所述安控解析后的数据进行暂态稳定计算包括对暂态频率计算、暂态电压计算、暂态功角计算。3.根据权利要求2所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于：对所述暂态频率计算、暂态电压计算以及暂态功角计算时，若初始状态无故障，则建立换流器及直流线路模型；若初始状态有故障，则先建立换流器及直流线路模型，再建立直流控制系统模型。4.根据权利要求3所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于：所述建立换流器及直流线路模型时，换流器的模拟采用准稳态模型公式，直流线路的模拟采用T型等值支路。5.根据权利要求3所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于：所述直流控制系统模型包括主控、极控以及触发控制，且所述极控包括电流控制、电压控制。6.根据权利要求1所述特高压直流复杂故障在线分析决策方法，其特征在于：所述静态安...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢昶，马晶，沙倩雨，鲁广明，吕颖，严剑峰，于之虹，戴红阳，侯金秀，解梅，贾育培，贾海波，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11