一种交直流互联系统暂态稳定控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种交直流互联系统暂态稳定控制方法及装置,属于电力系统暂态稳定技术领域。本发明专利技术通过获取交直流互联系统参数和实时测量的数据，计算系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项；基于与控制参数有关的函数项和能量稳定性判据，得到使系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数；基于控制参数，提高系统故障后的暂态稳定性。解决了现有的送端系统故障过程中的暂态稳定性存在难以快速有效提升的问题。效提升的问题。效提升的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流互联系统暂态稳定控制方法及装置


[0001]本专利技术属于暂态稳定
，尤其涉及一种交直流互联系统暂态稳定控制方法及装置。

技术介绍

[0002]交直流互联系统由于直流控制部分的存在，交直流互联系统与传统交流电网系统的暂态特性差异巨大，给稳定性分析带来了较大难度。然而，正是直流控制部分的存在，使得交直流互联系统动态特性是可以人为调整的。通过更改变流器的控制方法，可以提高不同故障情况下系统的抗扰动能力，从而提升系统的暂态稳定性。因此，交直流互联系统的暂态稳定控制方法是研究的重点方向之一。
[0003]目前，对于交直流互联系统送端暂态稳定性的分析，主要集中于暂态电压分析和暂态功角分析。暂态电压分析主要聚焦于过电压抑制，当逆变侧发生换相失败时，我们通过改变送端控制方法，尽可能得抑制送端的暂态过电压，但暂态过电压的产生机理与抑制方法均已形成较为完善的分析与研究体系。暂态功角分析方法主要有人工智能法、时域仿真法和能量函数法。人工智能法是以数据驱动为基础进行问题分析，但此方法未考虑物理因果关系的约束，研究结果的可解释性较差；时域仿真法虽然其适用性强、精度高，但存在所需计算量过大，设备要求过高的缺点；能量函数法虽然计算速度快，同时可实现量化分析，但复杂器件的数学建模是构建能量函数的难点所在。综上，现有的送端系统故障过程中的暂态稳定性存在难以快速有效提升的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种交直流互联系统暂态稳定控制方法及装置，用以解决现有的送端系统故障过程中的暂态稳定性难以快速有效提升的问题。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种交直流互联系统暂态稳定控制方法，具体包括如下步骤：
[0006]获取交直流互联系统参数和实时测量的数据；
[0007]基于所述参数和数据，计算所述系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项；
[0008]基于所述与控制参数有关的函数项和能量稳定性判据，得到使所述系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数；
[0009]基于所述控制参数，提高所述系统故障后的暂态稳定性。
[0010]进一步的，所述基于所述参数和数据，计算所述系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项包括：
[0011]基于所述参数和数据，计算得到同步机端口电流、电压的d、q轴分量；
[0012]基于所述同步机端口电流、电压的d、q轴分量和动态能量函数表达式，得到所述系统当前时刻的动态能量解析表达式；
[0013]基于所述动态能量解析表达式，得到动态能量梯度表达式，并在动态能量梯度表达式中得到与控制参数有关的函数项。
[0014]进一步的，所述同步机端口电流、电压的d、q轴分量分别由下式表示：
[0015][0016][0017]其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6为与所述参数相关的常数。
[0018]进一步的，所述动态能量解析表达式由下式表示：
[0019][0020]其中：
[0021][0022]其中，P
m
为送端端口功率，W为送端端口能量，a
′
、b
′
、c
′
、d
′
、e
′
为与所述参数相关的常数，δ为系统送端同步机功角，α为整流器的触发角。
[0023]进一步的，所述动态能量梯度表示为：
[0024][0025]其中，ΔW为所述动态能量梯度，ω为转子转速、P
α
为与触发角有关的动态能量梯度、P
s
为系统固有动态能量梯度。
[0026]进一步的，所述与控制参数有关的函数项为P
α
，P
α
＝[a
′
sin2α+b
′
cos2α+c
′
sinα+d
′
cosα]。
[0027]进一步的，所述能量稳定性判据包括：当所述动态能量梯度大于0时，系统不稳定；当所述动态能量梯度小于等于0时，系统保持稳定。
[0028]进一步的，所述控制参数为整流器的触发角；所述得到使所述系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数，包括：
[0029]将P
α
求导，并寻找其导数过零点，即可找到的极值点，随后将送端控制器的边界条件代入，得到P
α
项取最大值所对应的触发角α值。
[0030]另一方面，本专利技术还提供了一种交直流互联系统暂态稳定控制装置，包括：
[0031]数据采集模块，用于获取交直流互联系统参数实时测量的数据；
[0032]动态能量梯度计算模块，用于基于所述参数和数据，计算所述系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中找出与控制参数有关的函数项；
[0033]控制参数计算模块，用于基于所述与控制参数有关的函数项和能量稳定性判据，得到使所述系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数；
[0034]指令输出模块，用于基于所述控制参数，提高所述系统故障后的暂态稳定性。
[0035]进一步的，所述控制参数为所述系统整流器的触发角。
[0036]本专利技术至少可以实现下述之一的有益效果：
[0037]1、本专利技术通过获取交直流互联系统参数和实时测量的数据，计算系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项；基于与控制参数有关的函数项和能量稳定性判据，得到使系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数触发角α，控制所述系统实现故障后到移相触发前的暂态稳定，计算过程简单，便于实施，能够快速准确的找到使得送端动态能量累积最小的触发角，不受过渡电阻、故障时刻的影响，在其他条件不变的情况下，提升系统抗干扰能力，进而提升系统故障后的暂态稳定性。
[0038]2、本专利技术在不改变系统临界能量的基础上，使系统的动态能量梯度始终保持在最小值，从而使系统发生故障后，动态能量达到临界能量所需时间延长，即延长了系统临界切除时间，极大地改善了系统抵御暂态扰动的能力，解决了现有的送端系统故障过程中的暂态稳定性存在难以快速有效提升的问题。
[0039]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0040]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0041]图1为本专利技术实施例交直流互联系统暂态稳定控制方法流程图；
[0042]图2为本专利技术实施例交直流互联系统暂态稳定控制装置结构图；
[0043]图3为本专利技术实施例交直流互联系统故障示意图；
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流互联系统暂态稳定控制方法,其特征在于，包括如下步骤：获取交直流互联系统参数和实时测量的数据；基于所述参数和数据，计算所述系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项；基于所述与控制参数有关的函数项和能量稳定性判据，得到使所述系统当前时刻所累积动态能量取得最小值所对应的控制参数；基于所述控制参数，提高所述系统故障后的暂态稳定性。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述参数和数据，计算所述系统当前时刻的动态能量梯度，在动态能量梯度中确定与控制参数有关的函数项包括：基于所述参数和数据，计算得到同步机端口电流、电压的d、q轴分量；基于所述同步机端口电流、电压的d、q轴分量和动态能量函数表达式，得到所述系统当前时刻的动态能量解析表达式；基于所述动态能量解析表达式，得到动态能量梯度表达式，并在动态能量梯度表达式中得到与控制参数有关的函数项。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述同步机端口电流、电压的d、q轴分量分别由下式表示：量分别由下式表示：其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6为与所述参数相关的常数。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述动态能量解析表达式由下式表示：其中：其中，P
m
为送端端口功率，W为送端端口能量，a
′
、b
′
、c
′
、d
′
、e
′
为与所述参数相关的常
数，δ为系统送端同步机功角，α为整流器的触发角。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述动态能量梯度表示为：其中，ΔW为所述动态能...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，李翔宇，耿若楠，孔德祯，杨奇逊，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：