一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明求取不同直流線路對改善暫態(tài)功角穩(wěn)定性的貢獻度、滿足電壓安全約束的直流線路最大電壓可控量以及各直流線路的支援量綜合貢獻指標，然后確定功率支援量分配模式、進行各直流線路功率支援量分配。本發(fā)明可用于多直流系統(tǒng)解決直流緊急功率支援的優(yōu)先次序的確定及支援量的分配問題，有益于充分利用直流系統(tǒng)的可控特點，改善系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，避免切機或者減少切機量，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全性。
【專利說明】一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，更準確地說本發(fā)明涉及一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國能源分布和負荷發(fā)展在地域上的不平衡，決定了我國電網(wǎng)實施的戰(zhàn)略是“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”。直流輸電技術(shù)因其經(jīng)濟、靈活、可控等優(yōu)點在遠距離輸電和大型互聯(lián)電網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。預計到2020年，全國投運的直流輸電線路將超過20條。隨著直流輸電系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)多直流互聯(lián)已成發(fā)展趨勢，電力系統(tǒng)從單直流送出發(fā)展到多直流送出。目前，我國華中電網(wǎng)與華東電網(wǎng)經(jīng)多條直流互聯(lián)，已形成多送出直流輸電系統(tǒng)。
[0003]直流系統(tǒng)具有快速可控的特點，且控制代價小、安全可靠。通過直流系統(tǒng)的可控特點可以有效的改善系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性，特別在系統(tǒng)受到擾動后的暫態(tài)過程中可以利用直流系統(tǒng)的緊急功率支援來提高系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定性，相應的也能改善由于功率失衡弓I起的電壓波動和低電壓持續(xù)時間過長的現(xiàn)象，從而避免切機或者減少切機量。因此，在多直流送出系統(tǒng)中，對進行直流功率支援對提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)安全穩(wěn)定具有重要意義和經(jīng)濟價值。
[0004]專利“電力系統(tǒng)暫態(tài)安全穩(wěn)定模式中元件參與因子識別方法(ZLCN200910026801.4)”依據(jù)擴展等面積準則(EEAC)給出的暫態(tài)功角、電壓和頻率穩(wěn)定量化信息，給出了發(fā)電機和母線的參與因子計算方法，電力系統(tǒng)運行方式調(diào)整、輸電極限計算和控制決策優(yōu)化等提供更為具體的量化分析與決策支持。但是該方法中沒有涉及對直流線路的處理。
[0005]專利申請“一種基于直流功率緊急控制的交直流協(xié)調(diào)控制方法(CN201210088791.9)”，給出了三種基于交直流協(xié)調(diào)控制原則:基于優(yōu)先級分配原則的交直流協(xié)調(diào)控制，基于均勻分配原則的交直流協(xié)調(diào)控制，或基于功率負載率相等原則的交直流協(xié)調(diào)控制，并分別給出了不同原則下各直流線路控制量分配方法。但是該方法中不同直流線路的優(yōu)先級為事先指定，沒有具體的優(yōu)先級計算方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，給出一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法。該方法建立了直流控制與系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性間的聯(lián)系，提出綜合考慮直流控制靈敏度和控制空間的綜合貢獻指標，提高了直流緊急控制的精細化水平。該方法可用于多直流系統(tǒng)解決直流緊急功率支援的優(yōu)先次序及支援量分配問題，為電力系統(tǒng)運行方式調(diào)整和控制決策優(yōu)化等提供更為具體的量化分析與決策支持，充分利用直流系統(tǒng)的可控特點，改善系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性，避免切機或者減少切機量，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全性。[0007]具體地說，本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的，包括下列步驟:
[0008]I)求取不同直流線路對改善暫態(tài)功角穩(wěn)定性的貢獻度；
[0009]2)求取滿足電壓安全約束的直流線路最大電壓可控量；
[0010]3)求取各直流線路的支援量綜合貢獻指標；
[0011]4)確定功率支援量分配模式；
[0012]5)進行各直流線路功率支援量分配。
[0013]上述技術(shù)方案的進一步特征在于:所述步驟I)具體包括以下步驟:
[0014]1-1)根據(jù)系統(tǒng)時域仿真軌跡，依據(jù)擴展等面積準則給出的暫態(tài)功角穩(wěn)定量化信息，基于每臺發(fā)電機的加速動能之間的比例關(guān)系，按公式(I)識別暫態(tài)功角穩(wěn)定臨界模式中各發(fā)電機的參與因子:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)求取不同直流線路對改善暫態(tài)功角穩(wěn)定性的貢獻度； 2)求取滿足電壓安全約束的直流線路最大電壓可控量； 3)求取各直流線路的支援量綜合貢獻指標； 4)確定功率支援量分配模式； 5)進行各直流線路功率支援量分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步驟I)具體包括以下步驟: 1-1)根據(jù)系統(tǒng)時域仿真軌跡，依據(jù)擴展等面積準則給出的暫態(tài)功角穩(wěn)定量化信息，基于每臺發(fā)電機的加速動能之間的比例關(guān)系，按公式(I)識別暫態(tài)功角穩(wěn)定臨界模式中各發(fā)電機的參與因子:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括以下步驟: 2-1)求取各直流線路滿足設(shè)計標準的最大可控量:令P= {P (I)，...，P (j)，...，P (η)}為直流系統(tǒng)中各直流線路的初始輸電功率，Pmax = (Pmax(I),...，Pmax(J),...，Pmax(η)}為直流系統(tǒng)設(shè)計手冊中給出的各直流線路的長期運行最大輸電功率，則第j條直流線路滿足設(shè)計標準的最大控制量為APmax，B(j) = Pmax (j)-P (j); 2-2)采用攝動法改變各直流線路的輸電功率，通過潮流分析并按公式(5)、(6)計算各直流線路功率調(diào)整量對其整流側(cè)和逆變側(cè)的交流母線電壓幅值的靈敏度系數(shù)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括以下步驟: 3-1)按公式(10)求取各直流線路的暫態(tài)貢獻度系數(shù)，其中Cj為第j條直流線路的暫態(tài)貢獻度系數(shù):
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步驟4)中，比較系統(tǒng)需求的總功率控制量與各直流線路最大實際可控量的大小，若系統(tǒng)需求的總功率控制量大于或等于各直流線路最大實際可控量之和，則確定功率支援量分配模式為最大支援量模式，否則確定功率支援量分配模式為最小控制風險模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述最大支援量模式是指各直流線路按照各自的最大實際可控量提供支援量，即第j條直流線路的功率支援量AP(j) = Λ Pmax (j)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多直流系統(tǒng)中不同直流線路功率支援量分配方法，其特征在于，所述最小控制風險原則是指按照各直流線路的支援量綜合貢獻指標從大到小順序安排支援直流線路，每條實際參與支援 的直流線路的支援量為該直流線路的最大實際可控量，直到滿足系統(tǒng)需求的總功率控制量，從而使得實際參與支援的直流線路數(shù)量盡量少。
【文檔編號】H02J1/00GK103683267SQ201310520744
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】宋曉芳, 方勇杰, 崔曉丹, 任先成, 楊衛(wèi)東, 薛禹勝 申請人:南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)四川省電力公司