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一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法

文檔序號:6536690閱讀:138來源:國知局
一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化計算方法,該方法基于電網(wǎng)運行數(shù)據(jù),提取電網(wǎng)特征量,包括區(qū)域電網(wǎng)總慣性常數(shù)比值、大區(qū)電網(wǎng)間主導(dǎo)振蕩模式、跨區(qū)直流功率可控制量等,計算區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線靜態(tài)穩(wěn)定運行極限功率;根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生的擾動信息,計算聯(lián)絡(luò)線功率波動峰值超調(diào)量;基于聯(lián)絡(luò)線功率頭擺峰值理論及不平衡功率再分配理論計算需要采取的切機或切負荷量化控制措施。本發(fā)明利用直流功率緊急控制,可替代或減少切機/切負荷量,有效提升電網(wǎng)安全與運行效率,不僅可適用于電力系統(tǒng)離線仿真計算,也可用于交直流協(xié)調(diào)控制措施的在線制定與運行。
【專利說明】一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域,具體涉及一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法。
【背景技術(shù)】 [0002]我國能源資源與用電需求在地理上的逆勢分布特征,決定了我國電網(wǎng)發(fā)展必須走遠距離、大規(guī)模輸電和全國范圍內(nèi)優(yōu)化電力資源配置的道路。大規(guī)模、遠距離輸電格局在解決大型清潔能源和新能源的消納問題、水火互濟問題以及實現(xiàn)全國范圍內(nèi)資源優(yōu)化配置的同時,給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行也帶來一系列的挑戰(zhàn),尤其在特高壓電網(wǎng)發(fā)展的過渡期內(nèi),如運行方式多變、穩(wěn)定破壞范圍大、安全穩(wěn)定控制難度大、穩(wěn)控措施量大等。目前,傳統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制主要以切機切負荷、系統(tǒng)解列、低壓低頻減載來應(yīng)對擾動/故障后系統(tǒng)的穩(wěn)定問題,其典型特征為基于電網(wǎng)模型的離線仿真計算分析安全穩(wěn)定特性、基于預(yù)想事故集的策略匹配、基于本地信號的局部控制和基于切機切負荷的硬措施,無法適應(yīng)未來大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的需求。如:針對特定的預(yù)想事故基于離線仿真計算進行在線策略匹配,對于復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和多變的運行方式存在策略失效或無法匹配的風(fēng)險;以切機、切負荷、系統(tǒng)解列等為手段,將導(dǎo)致大面積停電,無法有效縮小事故影響范圍,與用戶日益嚴格的供電可靠性指標沖突,影響電網(wǎng)運行效率;針對不確定的擾動/故障形態(tài)對電網(wǎng)造成的沖擊無法應(yīng)對,無法提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行裕度和輸電能力。
[0003]因此,傳統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制技術(shù)在提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平、輸電能力和運行效率等方面的控制能力有待提升,無法適應(yīng)未來特高壓交直流大電網(wǎng)復(fù)雜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和多變的運行方式及不確定的擾動/事故形態(tài),需要尋找能應(yīng)對復(fù)雜大電網(wǎng)多種問題、替代或減少切負荷等“硬控制”的新的電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術(shù),基于此提出了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時方法,該方法能計算保證故障后跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的控制措施,運用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制,可為運行人員保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供有效的應(yīng)對措施。本發(fā)明基于電網(wǎng)運行數(shù)據(jù),提取電網(wǎng)特征量,包括區(qū)域電網(wǎng)總慣性常數(shù)比值、大區(qū)電網(wǎng)間主導(dǎo)振蕩模式、跨區(qū)直流功率可控制量等,計算區(qū)域聯(lián)絡(luò)線運行功率極限;根據(jù)電網(wǎng)發(fā)生的擾動或故障信息,計算聯(lián)絡(luò)線功率波動峰值超調(diào)量;基于聯(lián)絡(luò)線功率頭擺峰值理論及不平衡功率再分配理論計算需要采取的切機或切負荷量化控制措施。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明是通過如下方案實現(xiàn)的:
[0006]一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法,包括下述步驟:
[0007]A、通過交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的等值阻抗計算區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線靜態(tài)穩(wěn)定運行極限功率
Pmax(ij) ?
[0008]設(shè)定交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括區(qū)域電網(wǎng)1、區(qū)域電網(wǎng)2、區(qū)域電網(wǎng)3和區(qū)域電網(wǎng)4,區(qū)域電網(wǎng)I~3通過交流線路形成鏈式同步聯(lián)網(wǎng)模式,區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2的交流聯(lián)絡(luò)線為tie12,區(qū)域電網(wǎng)2和區(qū)域電網(wǎng)3的交流聯(lián)絡(luò)線為tie23 ;區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)3通過η條直流聯(lián)網(wǎng),η為正整數(shù);區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)4通過I條直流聯(lián)網(wǎng);
[0009]B、根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生的擾動信息,計算聯(lián)絡(luò)線功率波動峰值超調(diào)量APtie(i)(tp);
[0010]C、計算維持不同區(qū)域聯(lián)絡(luò)線安全穩(wěn)定運行需要采取的綜合穩(wěn)定控制措施量DPz(i);
[0011]D、計算考慮系統(tǒng)緊急功率控制后、保證各區(qū)域聯(lián)絡(luò)線穩(wěn)定運行所需要采取的交流
安控效果量D P ac(i);
[0012]E、根據(jù)交流安控效果量和區(qū)域電網(wǎng)總慣性常數(shù)比值,分別計算保證不同區(qū)域聯(lián)絡(luò)線安全穩(wěn)定運行所需要的切機量 Ggen ⑴ 或切負荷量 Cload(i);
[0013]F、從步驟E中選取切機量或切負荷量中的最大值作為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的最終切機量或最終切負荷量。
[0014]進一步地,所述步驟A中,在交流聯(lián)絡(luò)線tie12處做短路沖擊故障,得到區(qū)域電網(wǎng)I提供的短路電流有效值I1以及區(qū)域電網(wǎng)2和3提供的短路電流有效值I23,在交流聯(lián)絡(luò)線tie23處做短路沖擊故障,得到區(qū)域電網(wǎng)I和2提供的短路電流有效值I12以及區(qū)域電網(wǎng)3提供的短路電流有效值I3,分別將各短路電流有效指標么化,得到:
【權(quán)利要求】
1.一種跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制措施實時量化方法,其特征在于,所述方法包括下述步驟: A、通過交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的等值阻抗計算區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線靜態(tài)穩(wěn)定運行極限功率Pmax(ij) ? 設(shè)定交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括區(qū)域電網(wǎng)1、區(qū)域電網(wǎng)2、區(qū)域電網(wǎng)3和區(qū)域電網(wǎng)4,區(qū)域電網(wǎng)I~3通過交流線路形成鏈式同步聯(lián)網(wǎng)模式,區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2的交流聯(lián)絡(luò)線為tie12,區(qū)域電網(wǎng)2和區(qū)域電網(wǎng)3的交流聯(lián)絡(luò)線為tie23 ;區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)3通過η條直流聯(lián)網(wǎng),η為正整數(shù);區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)4通過I條直流聯(lián)網(wǎng); B、根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生的功率擾動信息,計算聯(lián)絡(luò)線功率波動峰值超調(diào)量APtie⑴(tp); C、計算維持不同區(qū)域聯(lián)絡(luò)線安全穩(wěn)定運行需要采取的綜合穩(wěn)定控制措施量DPz(i); D、計算考慮系統(tǒng)緊急功率控制后、保證各區(qū)域聯(lián)絡(luò)線穩(wěn)定運行所需要采取的交流安控效果量DPac;(i); E、根據(jù)交流安控效果量和區(qū)域電網(wǎng)總慣性常數(shù)比值,分別計算保證不同區(qū)域聯(lián)絡(luò)線安全穩(wěn)定運行所需要的切機量 Ggen ⑴ 或切負荷量 Cload(i); F、從步驟E中選取切機量或切負荷量中的最大值作為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的最終切機量或最終切負荷量。
2.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟A中,在交流聯(lián)絡(luò)線tie12處做短路沖擊故障,得到區(qū)域電網(wǎng)I提供的短路電流有效值I1以及區(qū)域電網(wǎng)2和3提供的短路電流有效值I23,在交流聯(lián)絡(luò)線tie23處做短路沖擊故障,得到區(qū)域電網(wǎng)I和2提供的短路電流有效值I12以及區(qū)域電網(wǎng)3提供的短路電流有效值I3,分別將各短路電流有效指標么化,得到:
3.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟B中,計算聯(lián)絡(luò)線功率波動峰值超調(diào)量的步驟包括: 若在區(qū)域電網(wǎng)I中發(fā)生功率擾動八?,則交流聯(lián)絡(luò)線^612、tie23功率波動峰值超調(diào)量分別為:
4.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟C中,若連接區(qū)域電網(wǎng)I至區(qū)域電網(wǎng)4的任一條直流發(fā)生閉鎖故障, 則保證區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2交流聯(lián)絡(luò)線tie12穩(wěn)定運行的綜合措施量為:
5.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟D中,若連接區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)3的η條直流中有m條參與系統(tǒng)緊急功率控制,則保證區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2交流聯(lián)絡(luò)線tie12以及區(qū)域電網(wǎng)2和區(qū)域電網(wǎng)3交流聯(lián)絡(luò)線tie23穩(wěn)定運行的交流安控效果量分別為:
6.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟E中, 當(dāng)連接區(qū)域電網(wǎng)I至區(qū)域電網(wǎng)4的任一條直流發(fā)生閉鎖故障,若區(qū)域電網(wǎng)I側(cè)為整流偵牝區(qū)域電網(wǎng)I向區(qū)域電網(wǎng)2送電,區(qū)域電網(wǎng)2向區(qū)域電網(wǎng)3送電,則需要在區(qū)域電網(wǎng)I采取切機措施;若保證區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2交流聯(lián)絡(luò)線tie12穩(wěn)定運行的切機量為Cgm(12);保證區(qū)域電網(wǎng)2和區(qū)域電網(wǎng)3交流聯(lián)絡(luò)線tie23穩(wěn)定運行的切機量為Cgm(23),則:
7.如權(quán)利要求1所述的跨區(qū)交直流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施協(xié)調(diào)量化計算方法,其特征在于,所述步驟F中,為同時保證區(qū)域電網(wǎng)I和區(qū)域電網(wǎng)2交流聯(lián)絡(luò)線tie12以及區(qū)域電網(wǎng)2和區(qū)域電網(wǎng)3交流聯(lián)絡(luò)線tie23穩(wěn)定運行,所需的最終切機量或切負荷量為:
Cgen — max {Cgen(l2) , Cgen(23)} (27)
Cioad — max {Cload(12), Cload(23)} (28) 0
【文檔編號】G06F19/00GK103762593SQ201410033121
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】郭劍波, 趙兵, 吳萍, 孫華東, 卜廣全 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院
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