專利名稱：一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)在線安全穩(wěn)定控制領(lǐng)域，是一種適用于復(fù)雜多直流電網(wǎng)的在線多直流協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
隨著我國西電東送規(guī)模不斷擴大，擁有多條直流的送端電網(wǎng)日益增多。送端電網(wǎng)普遍存在著經(jīng)濟欠發(fā)達、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、小電網(wǎng)大外送等特點，一旦發(fā)生直流雙極閉鎖故障，為保持系統(tǒng)穩(wěn)定必須大量切機，造成較大經(jīng)濟損失。對于含有并聯(lián)交流聯(lián)絡(luò)線的直流多送出系統(tǒng)，當(dāng)一條直流因直流故障發(fā)生雙極閉鎖時，閉鎖直流原本輸送大量有功功率向交流線路轉(zhuǎn)移，但是交流斷面輸送的功率受通道的輸電能力限制，導(dǎo)致大量功率輸送不出去，造成送端機組轉(zhuǎn)子加速，頻率上升，嚴(yán)重者甚至?xí)顾投藱C組與受端機組失步；另一方面，大量直流功率轉(zhuǎn)移到交流線路上，會使無功需求增加，導(dǎo)致主要交流通道上電壓下降，惡化故障期間系統(tǒng)的電壓水平。因此，要提高直流雙極閉鎖后系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一方面要提高送端系統(tǒng)的電壓水平；另一方面，可以對非故障直流采用緊急功率提升措施。通過多直流緊急協(xié)調(diào)控制手段提升非故障直流功率值可以有效減少切機量。目前還沒有成熟的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法，理論研究也主要是基于離線計算得到的固定的策略表，很難適應(yīng)電網(wǎng)復(fù)雜多變的運行方式。另外，直流緊急提升功率還受到系統(tǒng)電壓的制約，往往故障情況下系統(tǒng)電壓大幅降低，傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)低電壓背景下直流功率的緊急提升。本發(fā)明方法是基于如下技術(shù)路線:(1)直流雙極閉鎖后系統(tǒng)失穩(wěn)本質(zhì)上是由閉鎖的直流的送端機組相對于受端機組失步引起的，因此要提高閉鎖后系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以從提升非故障直流的輸送功率以緩解送端最領(lǐng)先的機組的失步。大量仿真分析結(jié)果表明，送端最領(lǐng)先的機組一般就是閉鎖的直流的整流側(cè)送端機組，因此可以通過離線仿真，得到提升直流功率對提高送端領(lǐng)先(最先失穩(wěn)的)機組的穩(wěn)定性的靈敏度，解決提升哪條直流的功率對緩解送端最領(lǐng)先的機組失步效果最明顯的問題。對于某個多直流送端電網(wǎng)，若其中一條直流發(fā)生雙極閉鎖時，其余直流能夠充分利用其暫態(tài)過負(fù)荷能力以及長期過負(fù)荷能力，承擔(dān)一部分原有故障直流線路輸送的功率，減輕交流系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，勢必可以減少直流線路雙極閉鎖時的切機量，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性；但是非故障直流的功率提升對緩解送端最領(lǐng)先的機組的失步效果不同，有些直流的功率提升對緩解送端領(lǐng)先機組的失步效果明顯，有些不明顯，從措施的簡潔性考慮，一般選擇對緩解送端最領(lǐng)先的機組的失步效果最明顯直流進行緊急功率提升即可。(2)針對故障情況下由于系統(tǒng)電壓大幅降低影響直流功率提升的問題，提出了同步提升該直流附近機組的勵磁電壓參考值的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法，該方法可以根據(jù)電網(wǎng)運行實時情況在線計算形成控制策略表，以實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。本發(fā)明目的通過下列步驟實現(xiàn):
(1)從能量管理系統(tǒng)EMS得到當(dāng)前電網(wǎng)網(wǎng)架拓補數(shù)據(jù)和各條直流功率值，形成實時計算數(shù)據(jù)；
(2)通過在線計算，得到各條直流故障后其余直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度，并根據(jù)靈敏度排序得到多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表；
(3)不斷滾動在線計算，根據(jù)最新的靈敏度結(jié)果更新多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表；
(4)一旦發(fā)生直流閉鎖故障，根據(jù)最新的直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表啟動直流緊急協(xié)調(diào)控制:優(yōu)先啟動策略表上靈敏度最高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升機組勵磁電壓參考值的信號；若機組強勵失敗導(dǎo)致直流功率提升無法完成，則由策略表上靈敏度第二高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升勵磁電壓信號；依此類推。本發(fā)明上述第2步驟中的直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度計算方法如下:
(1)依次仿真計算各回直流雙極閉鎖故障對應(yīng)的機組功角曲線，分別把最先失去穩(wěn)定的發(fā)電機組確定為各回直流故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組，領(lǐng)先機組在t時刻與參考機組之間的相角差計為S (t, 0)。(2)首先針對直流Dl計算:D1雙極閉鎖后，若緊急提升直流Di的功率(提升量為A P)，同時提升Di附近機組的勵磁電壓，得到機組功角曲線，計算出此時領(lǐng)先機組在t時刻與參考機組之間的相角差S (t, AP);則01雙極閉鎖后，Di緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度S(l，i)計算公式如下:S(l，i) = [5(t，AP)-^ (t,0)]/ AP
(3)依次針對I n回直流求解，得到全部直流雙極閉鎖后其余直流緊急提升功率的靈敏度集合:{S (J, i) I J=I n, 1=1 n}
本發(fā)明的有益效果為，根據(jù)電網(wǎng)運行實時情況在線計算形成控制策略表，以實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。可以減少切機量，而且可以有效提高系統(tǒng)在故障恢復(fù)后的穩(wěn)定裕度。本發(fā)明通過在線計算各條直流故障后其余直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先(最先失穩(wěn)的)機組的穩(wěn)定性的靈敏度，滾動更新多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表，并且針對故障情況下由于系統(tǒng)電壓大幅降低影響直流功率提升的問題，提出了同步提升該直流附近機組的勵磁電壓參考值的方法。本發(fā)明具有方法簡潔、準(zhǔn)確度高、計算速度快的優(yōu)點。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步解釋。


圖1:一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法的整體實施流程圖。圖2:金中直流故障后不同直流緊急功率提升時梨園機組功角的軌跡靈敏度。圖3:云廣直流故障后不同直流緊急功率提升時金安橋機組功角的軌跡靈敏度。圖4:溪洛渡直流故障后不同直流緊急功率提升時溪洛渡機組功角的軌跡靈敏度。圖5:糯扎渡直流故障后不同直流緊急功率提升時糯扎渡機組功角的軌跡靈敏度。
具體實施例方式圖1給出了本發(fā)明方法的整體實施流程，從電力系統(tǒng)獲得實時數(shù)據(jù)，在線滾動更新多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表，一旦發(fā)生直流雙極閉鎖故障，優(yōu)先啟動策略表上靈敏度最高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升機組勵磁電壓參考值的信號；若機組強勵失敗導(dǎo)致直流功率提升無法完成，則由策略表上靈敏度第二高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升勵磁電壓信號；依此類推。當(dāng)系統(tǒng)重新回到穩(wěn)定狀態(tài)后，重新計算新的策略表。下面給出圖1的具體實施方式
:
(I)第一部分“電力系統(tǒng)”:需要調(diào)度自動化系統(tǒng)新增從EMS后自動形成BPA計算數(shù)據(jù)的功能；需要試驗驗證各條直流緊急提升功率的能力和速度，并在各個直流換流站新增緊急協(xié)調(diào)控制的信號接口 ；需要在各個直流附近的發(fā)電機組新增在線調(diào)整勵磁電壓的接口，并試驗驗證其強勵能力。(2)第二部分“在線計算控制策略”:依據(jù)本發(fā)明方法編制多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表在線計算模塊，該模塊可以直接集成在現(xiàn)有EMS系統(tǒng)中，也可以單獨布置一臺計算機作為計算平臺。(3)第三部分“緊急協(xié)調(diào)控制”:該功能可以集成在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)中，與安穩(wěn)切機同時發(fā)揮作用。下面以云南規(guī)劃電網(wǎng)為例進一步說明本方法的實施。云南電網(wǎng)遠(yuǎn)景年將有5回直流送出，分別為金中直流、云廣直流、溪洛渡同塔雙回直流、糯扎渡直流，直流外送輸電容量達到1940萬千瓦。其余4回省間交流聯(lián)絡(luò)線路輸電功率與直流相比很小，“強直弱交”的特點已經(jīng)比較明顯，直流系統(tǒng)的動態(tài)行為將嚴(yán)重影響云南電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。(一)運行方式:
假設(shè)電網(wǎng)運行在汛期典型大方式下，5回直流全功率運行。(二)計算該方式下的控制策略:
(I)計算領(lǐng)先機組，結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟: 1)從能量管理系統(tǒng)EMS得到當(dāng)前電網(wǎng)網(wǎng)架拓補數(shù)據(jù)和各條直流功率值，形成實時計算數(shù)據(jù)； 2)通過在線計算，得到各條直流故障后其余直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度，并根據(jù)靈敏度排序得到多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表； 3)不斷滾動在線計算，根據(jù)最新的靈敏度結(jié)果更新多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表； 4)一旦發(fā)生直流閉鎖故障，根據(jù)最新的直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表啟動直流緊急協(xié)調(diào)控制:優(yōu)先啟動策略表上靈敏度最高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升機組勵磁電壓參考值的信號；若機組強勵失敗導(dǎo)致直流功率提升無法完成，則由策略表上靈敏度第二高的直流功率提升，同時向該直流附近機組發(fā)出提升勵磁電壓信號；依此類推。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，上述第2步驟中的直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度計算方法包括如下步驟:1)依次仿真計算各回直流雙極閉鎖故障對應(yīng)的機組功角曲線，分別把最先失去穩(wěn)定的發(fā)電機組確定為各回直流故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組，領(lǐng)先機組在t時刻與參考機組之間的相角差計為S (t，0)； 2)針對直流Dl計算:D1雙極閉鎖后，若緊急提升直流Di的功率，提升量為AP，同時提升Di附近機組的勵磁電壓，得到機組功角曲線，計算出此時領(lǐng)先機組在t時刻與參考機組之間的相角差S (t, AP);則01雙極閉鎖后，Di緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先機組的穩(wěn)定性的靈敏度S(l，i)計算公式如下:S(l，i) = [5(t，AP)-^ (t,O)]/ AP； 3)依次針對I n回直流求解，得到全部直流雙極閉鎖后其余直流緊急提升功率的靈敏度集合:{S (J, i) I J=I n, 1=1 n}。
全文摘要
一種基于靈敏度的多直流緊急協(xié)調(diào)控制方法，該方法包括下列步驟(1)從能量管理系統(tǒng)EMS得到當(dāng)前電網(wǎng)網(wǎng)架拓補數(shù)據(jù)和各條直流功率值，形成實時計算數(shù)據(jù)；(2)通過在線計算，得到各條直流故障后其余直流緊急提升功率值對于提高送端領(lǐng)先(最先失穩(wěn)的)機組的穩(wěn)定性的靈敏度，并根據(jù)靈敏度排序得到多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表；(3)不斷滾動在線計算，根據(jù)最新的靈敏度結(jié)果更新多直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表；(4)一旦發(fā)生直流閉鎖故障，根據(jù)最新的直流緊急協(xié)調(diào)控制策略表啟動直流緊急協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明可以根據(jù)電網(wǎng)運行實時情況在線計算形成控制策略表，以實現(xiàn)準(zhǔn)確控制。
文檔編號H02J1/10GK103107530SQ20131002113
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者王興剛, 張虹 申請人:云南電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心