一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法及装置，该方法通过计算电网频率约束最大控制措施量、电网电压约束的最小控制措施量和电网功角约束的最小控制措施量，根据实际情况选择控制措施量在电网直流闭锁后对交直流混联电网进行稳定控制。本发明专利技术从数学上给出运行方式分档和控制措施给定方法，给出的稳控策略计算方法原理清晰简单直接，大大降低了分析计算时间。大降低了分析计算时间。大降低了分析计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法及装置


[0001]本专利技术属于电力系统自动化控制
，具体涉及一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着直流输电技术的不断成熟，越来越多的国家更在加快直流工程的建设进度。由于各国交流电网的发展程度不同，对直流的认识也随着直流工程建设的逐步发生变化，存在较多地区直流工程建设时交流电网较为薄弱，呈现弱交直流混联电网特征，例如巴西电网、巴基斯坦电网。弱交直流混联电网的主要表现为交流电网发展不够充分，系统惯量水平不高，电网频率、电压调节能力较弱，直流故障后极易引发电网安全稳定问题，且各稳定问题交织及其复杂。
[0003]电网逐渐呈现交直流混联格局，电网结构愈加复杂。电网交流线路和直流线路在暂态过程中的相应特性完全不同。在传统交流电网线路故障后，由于电网交流线路输送功率较小，产生的电网安全稳定问题较小，一般不直接对交流线路N
‑
1故障进行设防。直流线路输送功率较大，直流闭锁后对电网的冲击较大，尤其是在弱电网中尤其如此，电网呈现暂态频率、电压、功角等多类稳定问题，稳控策略计及多类约束，策略计算复杂。
[0004]直流线路闭锁故障后，传统交直流混联电网主要通过电网仿真构建多类运行方式的方法，试探性给出稳控策略，对仿真分析人员有较高的要求，控制策略分档缺乏依据。控制策略往往不能考虑电网稳定特性规律，较为简单直接，仿真分析计算时间较长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法及装置，通过电网结构分析，分析电网可能存在的主要稳定问题，根据不同稳定问题的机理，从数学上给出稳控策略。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，包括：
[0008]对电网运行方式进行分档；
[0009]计算各档位下电网频率约束的最大控制措施量、电网电压约束的最小控制措施量和电网功角约束的最小控制措施量；
[0010]根据所计算的各档位下电网频率约束的最大控制措施量、电网电压约束的最小控制措施量和电网功角约束的最小控制措施量，选择最优控制措施量对电网直流闭锁后进行稳定控制。
[0011]进一步的，所述对电网运行方式进行分档，包括：
[0012]直流功率分档为：P
DC1
，P
DC2
…
P
DCn
…
P
DCN
，n＝1,2...N，其中，
[0013][0014]交流通道功率分档为：P
AC1
，P
AC2
…
P
ACm
…
P
ACN
，m＝0,1,2...N，其中：
[0015][0016]其中，N为分档个数，P
DCn
为直流功率档位n对应的功率，P
ACm
为交流通道功率档位m对应的功率，P
DC
为直流最大输送功率，P
AC
为交流通道最大承载功率。
[0017]进一步的，计算各档位下电网频率约束的最大控制措施量如下：
[0018][0019]其中，C
f
为电网频率约束的最大控制措施量，f
L
为电网频率最低容忍值，L
Amin
为电网区域A最小负荷，L
Bmin
为电网区域B最小负荷；
[0020]计算各档位下电网电压约束的最小控制措施量如下：
[0021][0022][0023][0024]其中，C
unm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网电压约束的最小控制措施量，L
u
为电网电压约束的交流承载功率，M
Anm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域A的电网惯量，M
Bnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域B的电网惯量，P
Anm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域A的发电功率，P
Bnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域B的发电功率，M
Amax
为电网区域A的最大惯量，M
Bmax
为电网区域B的最大惯量，P
Amax
为电网区域A的电网机组装机功率，P
Bmax
为电网区域B的电网机组装机功率，CP
ack
,k＝1,2,
…
,i表示开关机法得到的交流线路k的承载功率，LP
ack
,k＝1,2,
…
,i表示静态电压极限法得到的交流线路k的承载功率，i为交流线路条数；
[0025]计算各档位下电网功角约束的最小控制措施量如下：
[0026]计算功率波动峰值的功角为：
[0027][0028]δ
12nm
＝arcsin(P
ACm
Z
AC
)；
[0029]其中，δ
12Mnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下功率波动峰值的功角，δ
12nm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下交流线路的等效功角；
[0030]如果δ
12Mnm
＞150，则令C
(j+1)nm
＝ΔP
Mnm
+C
jnm
，重新计算功率波动峰值的功角δ
12Mnm
；其中，C
jnm
为当前试探的控制措施量，ΔP
Mnm
为直流故障后交流通道的功率波动峰值；
[0031]如果δ
12Mnm
≤150，则当前试探的控制措施量C
jnm
即为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网功角约束的最小控制措施量C
Anm
，表示为：C
Anm
＝C
jnm
；
[0032]其中，Z
AC
为交流通道阻抗。
[0033]进一步的，，所述P
Anm
和P
Bnm
计算如下：
[0034][0035]其中，P
Bmin
为电网区域B的最小开机功率。
[0036]进一步的，开关机法得到的交流线路的承载功率计算如下：
[0037]使用开关机法，逐次按照功率变化精度ΔP，同时增加电网区域A的电网机组功率、降低电网区域B的电网机组功率，直到电网潮流计算不收敛，获取此时交流线路1,2
…
i的承载功率CP
ac1
,CP
ac2
…
CP
aci
；
[0038]静态电压极限法得到的交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，包括：对电网运行方式进行分档；计算各档位下电网频率约束的最大控制措施量、电网电压约束的最小控制措施量和电网功角约束的最小控制措施量；根据所计算的各档位下电网频率约束的最大控制措施量、电网电压约束的最小控制措施量和电网功角约束的最小控制措施量，选择最优控制措施量对电网直流闭锁后进行稳定控制。2.根据权利要求1所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，所述对电网运行方式进行分档，包括：直流功率分档为：P
DC1
，P
DC2
…
P
DCn
…
P
DCN
，n＝1,2...N，其中，交流通道功率分档为：P
AC1
，P
AC2
…
P
ACm
…
P
ACN
，m＝0,1,2...N，其中：其中，N为分档个数，P
DCn
为直流功率档位n对应的功率，P
ACm
为交流通道功率档位m对应的功率，P
DC
为直流最大输送功率，P
AC
为交流通道最大承载功率。3.根据权利要求2所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，计算各档位下电网频率约束的最大控制措施量如下：其中，C
f
为电网频率约束的最大控制措施量，f
L
为电网频率最低容忍值，L
Amin
为电网区域A最小负荷，L
Bmin
为电网区域B最小负荷；计算各档位下电网电压约束的最小控制措施量如下：计算各档位下电网电压约束的最小控制措施量如下：计算各档位下电网电压约束的最小控制措施量如下：其中，C
unm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网电压约束的最小控制措施量，L
u
为电网电压约束的交流承载功率，M
Anm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域A的电网惯量，M
Bnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域B的电网惯量，P
Anm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域A的发电功率，P
Bnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网区域B的发电功率，M
Amax
为电网区域A的最大惯量，M
Bmax
为电网区域B的最大惯量，P
Amax
为电网区域A的电网机组装机功率，P
Bmax
为电网区域B的电网机组装机功率，
CP
ack
，k＝1,2,
…
,i表示开关机法得到的交流线路k的承载功率，LP
ack
,k＝1,2，
…
，i表示静态电压极限法得到的交流线路k的承载功率，i为交流线路条数；计算各档位下电网功角约束的最小控制措施量如下：计算功率波动峰值的功角为：δ
12nm
＝arcsin(P
ACm
Z
AC
)；其中，δ
12Mnm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下功率波动峰值的功角，δ
12nm
为直流功率档位n、交流通道功率档位m下交流线路的等效功角；如果δ
12Mnm
＞150，则令C
(j+1)nm
＝ΔP
Mnm
+C
jnm
，重新计算功率波动峰值的功角δ
12Mnm
；其中，C
jnm
为当前试探的控制措施量，ΔP
Mnm
为直流故障后交流通道的功率波动峰值；如果δ
12Mnm
≤150，则当前试探的控制措施量C
jnm
即为直流功率档位n、交流通道功率档位m下电网功角约束的最小控制措施量C
Anm
，表示为：C
Anm
＝C
jnm
；其中，Z
AC
为交流通道阻抗。4.根据权利要求3所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，所述P
Anm
和P
Bnm
计算如下：其中，P
Bmin
为电网区域B的最小开机功率。5.根据权利要求3所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，开关机法得到的交流线路的承载功率计算如下：使用开关机法，逐次按照功率变化精度ΔP，同时增加电网区域A的电网机组功率、降低电网区域B的电网机组功率，直到电网潮流计算不收敛，获取此时交流线路1,2
…
i的承载功率CP
ac1
,CP
ac2
…
CP
aci
；静态电压极限法得到的交流线路的承载功率计算如下：使用静态电压极限方法，逐次按照功率变化精度ΔP，同时增加电网区域A的电网机组功率、提高电网区域B的电网负荷，直到电网电压失稳，获取此时交流线路1,2
…
i的承载功率LP
ac1
,LP
ac2
…
LP
aci
；所述功率变化精度ΔP计算如下：ΔP＝P
min
/3；其中，P
min
为电网最小功率机组容量。6.根据权利要求3所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，所述直流故障后交流通道的功率波动峰值ΔP
Mnm
计算如下：
其中，C
jnm
为当前试探的控制措施量，j＝0,1,2,3
…
，C
0nm
取值为0，D为系统阻尼系数，K为系统同步转矩系数。7.根据权利要求3所述的一种交直流混联电网的直流闭锁后稳定控制方法，其特征在于，所述选择最优控制措施量对电网直流闭锁后进行稳定控制，包括：如果满足C
f
≤C
Anm
，或者C
f
≤C
unm
，直流功率大于等于P
DCn
，或者交流通道功率大...

【专利技术属性】
技术研发人员：郄朝辉，赖业宁，李威，李碧君，刘福锁，孙仲卿，胡阳，尹玉军，石渠，袁虎玲，陈珏，赵彦丽，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：