多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，包括：建立三区域交直流互联系统；通过系统A和系统B之间的交流联络线，获取发电机旋转备用对输电能力的影响；以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础，获取系统A和系统C之间的直流功率扰动量对输电能力的影响；通过三区域交直流互联系统，获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响；通过发电机旋转备用、直流功率扰动量、及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响的分析，提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。本发明专利技术通过实际电网的仿真分析，验证所提影响因素的准确性和正确性。

A Method for Improving the Transmission Capability of Connecting Lines in AC Systems under Multi-Circuit DC Faults

The invention discloses a method for improving the transmission capacity of AC system tie-line under multi-circuit DC fault, which includes: establishing three-area AC-DC interconnected system; obtaining the influence of generator backup on transmission capacity through the AC tie-line between system A and system B; and obtaining the DC power between system A and system C based on the two-machine interconnected equivalent systems of system A and system B. The influence of rate disturbance on transmission capacity; the influence of different generator inertia on transmission capacity of weak section is obtained through three-area AC/DC interconnected system; the tie-line transmission energy of AC system in three-area AC/DC interconnected system is improved by analyzing the influence of generator rotational reserve, DC power disturbance and generator rotational inertia on transmission capacity of weak section. Power. The invention verifies the accuracy and correctness of the proposed influencing factors through the simulation analysis of the actual power grid.

【技术实现步骤摘要】
多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法
本专利技术涉及电气工程领域，尤其涉及一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法。
技术介绍
我国一次能源与生产力逆向分布国情决定了我国未来的电网格局，考虑到我国能源分布、地区电力负荷分布及电源布局特点，未来将形成大规模“西电东送”、“北电南送”的电力流格局。为满足资源密集地区电力外送需求，多回特高压直流集中外送将成为我国电网普遍存在的输电方式[1-5]。截止2017年底我国已投运的特高压直流工程有：向家坝-上海、锦屏-江苏、哈密-郑州、溪洛渡-浙西、宁东-浙江、酒泉-湖南、山西-江苏、锡盟-江苏、上海庙-山东、云南-广东、糯扎渡-广东。随着特高压直流的不断投运，我国区域电网之间、直流输电与交流电网之间的相互影响逐步增强，这种大规模、远距离输电格局在解决大型清洁能源消纳、水火互济问题以及实现全国范围内资源优化配置的同时，给电网的安全稳定运行也带来了一系列挑战，安全稳定控制问题的复杂程度大大增加，对我国电力系统安全稳定运行以及控制技术提出了更高的要求[6-8]。目前，直流故障对交流系统影响的研究主要集中在换流站参数和联络线功率波动方面。在多回直流同时发生相继换相失败(即在同一时间，多回直流发生一次、两次至多次换相失败)后，直流送端系统的频率及电压波动特性已有了较为成熟的研究[9]；在直流换相失败及直流闭锁故障时，已研究了两区域交流联络线功率波动机理及关键因素，提出了功率波动峰值的近似计算方法和快速估算方法[10-11]，并且分析了联络线随机功率波动对其输电能力的影响[12]。但是，在直流故障条件下，影响交流电网区域之间联络线输电能力的关键因素研究尚不完善，尤其是在多回直流换相失败期间，大额不平衡功率严重冲击区域联络线，威胁系统的安全稳定，为了提高区域联络线的输电能力，其影响因素研究成为急需解决的问题。参考文献[1]张文亮，于永清，李光范，等.特高压直流技术研究[J].中国电机工程学报，2007，27(22)：1-7.[2]刘振亚，秦晓辉，赵良,等.特高压直流分层接入方式在多馈入直流电网的应用研究[J].中国电机工程学报，2013，33(10)：1-7.[3]汤涌，郭强，周勤勇，等.特高压同步电网安全性论证[J].电网技术，2016，40(1)：97-104.[4]刘振亚.中国特高压交流输电技术创新[J].电网技术，2013，37(3)：566-574.[5]饶宏，张东辉，赵晓斌，等.特高压直流输电的实践和分析[J].高电压技术，2015，41(8)：2481-2488.[6]艾芊，杨曦，贺兴.提高电网输电能力技术概述与展望[J].中国电机工程学报，2013，33(28)：34-40.[7]王义红，黄镔，申洪,等.酒泉风电基地二期3GW风电接入电网的无功补偿设备配置及输电能力研究[J].电网技术，2013，37(5)：1440-1446.[8]张宁，刘静琨.影响特高压电网运行的因素及应对策略[J].电力系统保护与控制，2013(1)：109-114.[9]王春明，刘兵.区域互联多回直流换相失败对送端系统的影响[J].电网技术，2013，37(4)：1052-1057.[10]屠竞哲,杨莉，黄涌,等.直流闭锁引发交流联络线功率波动的机理以及峰值计算[J].电力自动化设备，2013，33(1)：12-17.[11]何剑，张健，郭强,等.直流换相失败冲击下的两区域交流联络线功率波动峰值计算[J].中国电机工程学报，2015，35(4)：804-810.[12]于鹏，刘巨，孙海顺,等.联络线随机功率波动对其输电能力影响的分析方法[J].电力系统自动化，2014(2)：33-38.
技术实现思路
本专利技术提供了一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，本专利技术通过三区域交直流互联系统，分析发电机旋转备用、直流功率扰动量及发电机转动惯量三种因素对薄弱断面输电能力的影响机理，详见下文描述：一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，所述方法包括以下步骤：建立三区域交直流互联系统；即在任意三个不同的电力区域里，随机各选取一个系统，系统A通过三条直流向系统C输送功率，同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率，即系统A、B、C共同构成了三区域交直流互联系统；通过系统A和系统B之间的交流联络线，获取发电机旋转备用对输电能力的影响；以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础，获取系统A和系统C之间的直流功率扰动量对输电能力的影响；通过三区域交直流互联系统，获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响；通过发电机旋转备用、直流功率扰动量、及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响的分析，提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。其中，所述获取发电机旋转备用对输电能力的影响具体为：在系统A和系统B之间的联络线两端相角差δ保持不变的条件下，增加两端系统的开机旋转备用量，保证交流系统总发电量不变的前提下，有效提高电网的系统强度，增强交流电网的抗干扰能力，提高区域电网联络线在故障条件下的输电能力。其中，所述不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响具体为：若两机互联等值系统在故障期间系统A积聚的加速能量，小于故障清除后系统A所能提供的减速能量，则系统A保持稳定；反之系统A失去稳定；增加系统B的发电机转动惯量，发电机受扰动后最大摆角降低，减小发电机加速面积，增大减速面积，提高系统B的稳定性；由于故障从系统A传递至系统B的过程中，系统A机组加速后，系统B机组摆角减小使得联络线首末端的相角差增大，联络线的稳定性降低，进而降低联络断面的输电能力。进一步地，所述通过发电机旋转备用、直流功率扰动量、及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响的分析，提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力具体为：增加输电断面送端机群的转动惯量，提高交流系统联络线输电能力，增加输电断面受端转动惯量，降低交流系统联络线的输电能力；通过区域电网预留旋转备用提高交流联络线的输电能力，在弱交流系统预留旋转备用提高输电能力；降低直流功率水平，减小交流系统功率波动水平，提高联络线输电能力。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：1、针对现有对区域域联络线输电能力研究的不足，本专利技术在多回直流同时换相失败的故障校验下，分析发电机转动惯量，发电机旋转备用，直流功率扰动量对输电能力的影响；2、本专利技术通过实际电网的仿真分析，验证所提影响因素的准确性和正确性；3、本专利技术具有重要的理论价值和工程实用价值，对于提高我国电网安全稳定运行及控制能力，保障国民经济发展和人民正常用电，具有重大的经济和社会效益。附图说明图1为三区域交直流互联系统的接线图；图2是两机互联等值系统图；图3为多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力方法的流程图；图4是断面输电系统等值模型图；图5是实际电网示意图；图6是三大直流不同功率运行水平时张恩线功率变化曲线图；图7是三大直流不同功率运行水平时长南线功率变化曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，参见图1，定义如下：在任意三个不同的电力区域里，随机各选取一个系统，即系统A、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：建立三区域交直流互联系统；即在任意三个不同的电力区域里，随机各选取一个系统，系统A通过三条直流向系统C输送功率，同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率，即系统A、B、C共同构成了三区域交直流互联系统；通过系统A和系统B之间的交流联络线，获取发电机旋转备用对输电能力的影响；以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础，获取系统A和系统C之间的直流功率扰动量对输电能力的影响；通过三区域交直流互联系统，获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响；通过发电机旋转备用、直流功率扰动量、及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响的分析，提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。

【技术特征摘要】
1.一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：建立三区域交直流互联系统；即在任意三个不同的电力区域里，随机各选取一个系统，系统A通过三条直流向系统C输送功率，同时系统A通过交流联络线向系统B输送功率，即系统A、B、C共同构成了三区域交直流互联系统；通过系统A和系统B之间的交流联络线，获取发电机旋转备用对输电能力的影响；以系统A和系统B的两机互联等值系统为基础，获取系统A和系统C之间的直流功率扰动量对输电能力的影响；通过三区域交直流互联系统，获取不同发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响；通过发电机旋转备用、直流功率扰动量、及发电机转动惯量对薄弱断面输电能力的影响的分析，提高三区域交直流互联系统中交流系统的联络线输电能力。2.根据权利要求1所述的一种多回直流故障下提高交流系统联络线输电能力的方法，其特征在于，所述获取发电机旋转备用对输电能力的影响具体为：在系统A和系统B之间的联络线两端相角差δ保持不变的条件下，增加两端系统的开机旋转备用量，保证交流系统总发电量不变的前提下，有效提高电网的系统强度，增强交流电网的抗干扰能力，提高区域电网联络线在故障条件下的输电能力。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚合，王长江，张赫，屠竞哲，吕晨，贾俊川，陈庆，李海峰，鲁华威，
申请(专利权)人：东北电力大学，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22