一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法及系统，包括：调整发电机的机端电压，电容器的无功出力和发电机的开机数量，使得系统整体运行电压为预设系统化整体运行电压阈值；对当前运行方式下的直流馈入交流电网进行N‑1故障校核，以获取第一校核结果；当所述第一校核结果指示系统稳定时，降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不；进行N‑1故障校核，以获取第二校核结果；当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，根据上一次所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略。

A method and system to determine the dynamic and static reactive power coordinated control strategy of multi DC feed in system

【技术实现步骤摘要】
一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法及系统。
技术介绍
目前，随着我国新能源的飞速发展，因直流输电具有线路造价低、损耗小、输送容量大、调节速度快等优点，成为远距离输电的主要手段，而受端交流电网由于直流的馈入使电压稳定问题日趋严重，动态负荷的持续增加使得重负荷区域在经受大扰动时电压稳定问题更加突出，电网的安全稳定运行面临更大挑战。电网中主要的无功调节手段有低压补偿电容器、低压电抗器、高压电抗器等静止元件，电容器的容性无功输出能力与其端电压成平方倍关系，当电网受扰电压跌落时，其不具备维持稳态无功输出的能力，且稳态运行时容性无功输出越大则受扰后响应的损失容量就越大，不利于维持电网电压稳定。受端电网拥有大量的发电机组，作为电网中重要的无功调节设备，其在励磁系统的调节下即可向电网提供容性无功功率又可从电网中吸收容性无功功率，受扰后电压跌落和恢复的动态过程中，发电机组不仅具有维持稳态容性无功功率输出的能力，在励磁系统调节下，内电势与电网间压差增大还可进一步向电网输出容性无功功率增量。稳态运行时，发电机容性无功输出水平越高，则受扰后机组向电网中注入容性无功功率的总量越大，有利于维持电网电压稳定。不同的动静态无功控制方法，虽然均能将系统稳态电压调控至目标期望值，但由于电容器、电抗器等静止无源元件与局部励磁自动调节的发电机在动态无功电压特性上的显著差异，会对系统暂态过程中的动态电压恢复特性产生较大的影响，如何协调发电机组、电容器等无功补偿设备在不同电压水平下无功出力合理配比，是当前亟待解决的问题。因此，需要一种对不同电压水平下多直流馈入系统动静态无功协调进行控制的方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法及系统，以解决如何实现确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法，所述方法包括：步骤1，在搭建好的直流馈入交流电网的数据模型中，调整发电机的机端电压为第一预设机端电压阈值，并调整电容器的无功出力和发电机的开机数量，使得所述直流溃入交流电网在当前运行方式下的系统整体运行电压为预设系统化整体运行电压阈值；步骤2，对当前运行方式下的直流馈入交流电网进行N-1故障校核，以获取第一校核结果；步骤3，当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变；步骤4，对当前运行方式下的直流溃入交流电网进行N-1故障校核，以获取第二校核结果；步骤5，当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，根据上一次所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略；其中，所述动静态无功协调控制策略，包括：当前的系统整体运行电压下发电机的最少开机数量、发电机的最小机端电压和对应的电容器的无功出力情况。优选地，其中所述方法还包括：在调整发电机的开机数量前，进行直流单极闭锁故障仿真，根据故障清除时刻至故障恢复阶段发电机的无功积分值，并根据无功积分值的大小确定发电机的暂态支撑能力顺序；其中，无功积分值越低越趋于先降低旋备的机组。优选地，其中利用如下公式确定发电机的无功积分值：其中，t0表示故障切除时刻；t1表示发电机无功积分截止时间；Q0i表示发电机i起始无功；Qi(t)表示发电机i在t时刻的无功出力；Qi表示发电机i在积分时间内的无功出力积分值。优选地，其中所述方法还包括：当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，则按照第一预设调整策略增加直流受端近区旋备容量，增加发电机的开机数量，减少电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变，返回步骤2，以重新获取第一校核结果。优选地，其中所述方法还包括：当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，若当前运行方式下能够继续增加电容器的无功出力并且机端电压大于第二预设机端电压阈值，则降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变，返回步骤4，以重新获取第二校核结果；当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，若当前运行方式下的无法继续增加电容器的无功出力或机端电压小于等于第二预设机端电压阈值，则根据当前所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略。优选地，其中所述方法还包括：若当前的系统整体运行电压大于预设的允许运行电压阈值，则按照预设的系统整体运行电压调整步长阈值降低当前的系统整体运行电压，将调整后的系统整体运行电压作为预设系统化整体运行电压阈值，并返回步骤1。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的系统，所述系统包括：初始运行方式调整单元，用于在搭建好的直流馈入交流电网的数据模型中，调整发电机的机端电压为第一预设机端电压阈值，并调整电容器的无功出力和发电机的开机数量，使得所述直流溃入交流电网在当前运行方式下的系统整体运行电压为预设系统化整体运行电压阈值；第一校核结果获取单元，用于对当前运行方式下的直流馈入交流电网进行N-1故障校核，以获取第一校核结果；第一运行方式调整单元，用于当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变；第二校核结果获取单元，用于对当前运行方式下的直流溃入交流电网进行N-1故障校核，以获取第二校核结果；动静态无功协调控制策略确定单元，用于当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，根据上一次所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略；其中，所述动静态无功协调控制策略，包括：当前的系统整体运行电压下发电机的最少开机数量、发电机的最小机端电压和对应的电容器的无功出力情况。优选地，其中所述系统还包括：暂态支撑能力顺序确定单元，用于在调整发电机的开机数量前，进行直流单极闭锁故障仿真，根据故障清除时刻至故障恢复阶段发电机的无功积分值，并根据无功积分值的大小确定发电机的暂态支撑能力顺序；其中，无功积分值越低越趋于先降低旋备的机组。优选地，其中所述暂态支撑能力顺序确定单元，利用如下公式确定发电机的无功积分值：其中，t0表示故障切除时刻；t1表示发电机无功积分截止时间；Q0i表示发电机i起始无功；Qi(t)表示发电机i在t时刻的无功出力；Qi表示发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1，在搭建好的直流馈入交流电网的数据模型中，调整发电机的机端电压为第一预设机端电压阈值，并调整电容器的无功出力和发电机的开机数量，使得所述直流溃入交流电网在当前运行方式下的系统整体运行电压为预设系统化整体运行电压阈值；/n步骤2，对当前运行方式下的直流馈入交流电网进行N-1故障校核，以获取第一校核结果；/n步骤3，当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变；/n步骤4，对当前运行方式下的直流溃入交流电网进行N-1故障校核，以获取第二校核结果；/n步骤5，当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，根据上一次所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略；其中，所述动静态无功协调控制策略，包括：当前的系统整体运行电压下发电机的最少开机数量、发电机的最小机端电压和对应的电容器的无功出力情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，在搭建好的直流馈入交流电网的数据模型中，调整发电机的机端电压为第一预设机端电压阈值，并调整电容器的无功出力和发电机的开机数量，使得所述直流溃入交流电网在当前运行方式下的系统整体运行电压为预设系统化整体运行电压阈值；
步骤2，对当前运行方式下的直流馈入交流电网进行N-1故障校核，以获取第一校核结果；
步骤3，当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变；
步骤4，对当前运行方式下的直流溃入交流电网进行N-1故障校核，以获取第二校核结果；
步骤5，当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，根据上一次所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略；其中，所述动静态无功协调控制策略，包括：当前的系统整体运行电压下发电机的最少开机数量、发电机的最小机端电压和对应的电容器的无功出力情况。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在调整发电机的开机数量前，进行直流单极闭锁故障仿真，根据故障清除时刻至故障恢复阶段发电机的无功积分值，并根据无功积分值的大小确定发电机的暂态支撑能力顺序；其中，无功积分值越低越趋于先降低旋备的机组。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用如下公式确定发电机的无功积分值：



其中，t0表示故障切除时刻；t1表示发电机无功积分截止时间；Q0i表示发电机i起始无功；Qi(t)表示发电机i在t时刻的无功出力；Qi表示发电机i在积分时间内的无功出力积分值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统不稳定状态时，则按照第一预设调整策略增加直流受端近区旋备容量，增加发电机的开机数量，减少电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变，返回步骤2，以重新获取第一校核结果。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，若当前运行方式下能够继续增加电容器的无功出力并且机端电压大于第二预设机端电压阈值，则降低发电机的机端电压，增加电容器的无功出力，并维持所述直流溃入交流电网的系统整体运行电压不变，返回步骤4，以重新获取第二校核结果；
当所述第二校核结果指示所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时，若当前运行方式下的无法继续增加电容器的无功出力或机端电压小于等于第二预设机端电压阈值，则根据当前所述直流溃入交流电网处于系统稳定状态时的运行方式确定当前的系统整体运行电压下的动静态无功协调控制策略。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若当前的系统整体运行电压大于预设的允许运行电压阈值，则按照预设的系统整体运行电压调整步长阈值降低当前的系统整体运行电压，将调整后的系统整体运行电压作为预设系统化整体运行电压阈值，并返回步骤1。


7.一种确定多直流馈入系统动静态无功协调控制策略的系统，其特征在于，所述系统包括：
初始运行方式调整单元，用于在搭建好的直流馈入...

【专利技术属性】
技术研发人员：申旭辉，潘晓杰，罗红梅，邵德军，马世英，唐晓骏，党杰，徐友平，岳宗祖，李晶，谢岩，高雯曼，张鑫，陈得治，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司华中分部，
类型：发明
国别省市：北京;11