一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，包括以下步驟：建立交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)；確定直流功率調(diào)制量P′mod；對(duì)直流功率調(diào)制量P′mod進(jìn)行分配；抑制交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊。本發(fā)明基于電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置構(gòu)建交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)，將采用校正邏輯控制輸出的以交流聯(lián)絡(luò)線功率為輸入量的直流功率調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)中，并通過(guò)對(duì)多回直流輸電系統(tǒng)輸送功率的調(diào)制實(shí)現(xiàn)對(duì)跨大區(qū)聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抑制方法，具體涉及一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的 抑制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于大區(qū)電網(wǎng)之間通過(guò)單一交流通道進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，任一側(cè)電網(wǎng)發(fā)生故 障，都可能引起該交流通道輸送功率的大幅波動(dòng)，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。如現(xiàn)在已投運(yùn) 的國(guó)家電網(wǎng)華北-華中特高壓交流線路就屬于跨區(qū)電網(wǎng)間弱電氣聯(lián)系的重要聯(lián)絡(luò)線。在華 北-華中特高壓聯(lián)網(wǎng)初期，交流網(wǎng)內(nèi)發(fā)生的短路故障（如四川尖山近區(qū)的三永故障）、掉機(jī) 故障、直流閉鎖故障等均可能會(huì)對(duì)該回特高壓交流聯(lián)絡(luò)線造成較大沖擊，引起特高壓聯(lián)絡(luò) 線暫態(tài)功率波動(dòng)（頭擺沖擊）接近穩(wěn)定極限，系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。
[0003] 電網(wǎng)的常規(guī)安全穩(wěn)定控制會(huì)對(duì)一些特定的故障設(shè)置相對(duì)應(yīng)的安穩(wěn)措施，如對(duì)直流 閉鎖故障采取切機(jī)或切負(fù)荷措施；但對(duì)于一個(gè)跨大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模龐大，運(yùn)行控制復(fù) 雜，無(wú)法對(duì)所有可能引起聯(lián)絡(luò)線功率振蕩的故障逐一設(shè)置特定的安穩(wěn)措施，既不現(xiàn)實(shí)也不 經(jīng)濟(jì)。因此針對(duì)這種穩(wěn)定控制需求，適當(dāng)?shù)姆桨甘侵苯颖O(jiān)測(cè)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)、通過(guò)對(duì)并列運(yùn) 行直流輸電系統(tǒng)的功率調(diào)制來(lái)進(jìn)行抑制。
[0004] 這種方案存在的技術(shù)問(wèn)題包括：1)系統(tǒng)嚴(yán)重故障引起的跨大區(qū)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng) 幅度通常較大，從而所需的調(diào)制量亦較大。2)對(duì)于被控直流，該方式需要采集遠(yuǎn)方信號(hào)，整 個(gè)系統(tǒng)延時(shí)可能較長(zhǎng)，而過(guò)長(zhǎng)的延時(shí)可能導(dǎo)致控制發(fā)散。
[0005] 通常采用的直流功率調(diào)制，僅用于對(duì)單回直流的控制，由此提供的可調(diào)量不足。曾 有見(jiàn)諸文獻(xiàn)的有采用PMU廣域控制方法實(shí)現(xiàn)的交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)，該技術(shù)的整個(gè)控制系 統(tǒng)延時(shí)較長(zhǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率 沖擊的抑制方法，基于電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置構(gòu)建交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)，將采用校正邏輯 控制輸出的以交流聯(lián)絡(luò)線功率為輸入量的直流功率調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái) 中，并通過(guò)對(duì)多回直流輸電系統(tǒng)輸送功率的調(diào)制實(shí)現(xiàn)對(duì)跨大區(qū)聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑 制。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，所述方法包括 以下步驟：
[0009] 步驟1 :建立交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)；
[0010] 步驟2 :確定直流功率調(diào)制量P'-;
[0011] 步驟3 :對(duì)直流功率調(diào)制量P' m()d進(jìn)行分配；
[0012] 步驟4 :抑制交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊。
[0013] 所述步驟1中，基于安全穩(wěn)定控制裝置建立的交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)，所述交直流 協(xié)調(diào)控制平臺(tái)包括交流子站、協(xié)控主站和多個(gè)直流子站，所述交流子站與協(xié)控主站之間、協(xié) 控主站與直流子站之間均通過(guò)光纖通道連接；所述直流子站設(shè)有與極控系統(tǒng)連接的接口， 且通過(guò)接口與極控系統(tǒng)連接。
[0014] 所述交流子站設(shè)置在交流聯(lián)絡(luò)線所屬變電站，其測(cè)量交流聯(lián)絡(luò)線的電流和電壓， 并計(jì)算交流聯(lián)絡(luò)線功率，并上送至協(xié)控主站；
[0015] 所述直流子站設(shè)置在被控直流換流站，其收集極控系統(tǒng)直流狀態(tài)信息并上送至協(xié) 控主站，同時(shí)接收協(xié)控主站的直流功率調(diào)制命令并下發(fā)給極控系統(tǒng)；
[0016] 所述協(xié)控主站收集交流子站上傳的交流聯(lián)絡(luò)線功率及極控系統(tǒng)直流狀態(tài)信息，并 判斷是否需要進(jìn)行直流功率調(diào)制及確定直流功率調(diào)制量。
[0017] 所述交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)的延時(shí)在30?40ms之間，主要包括站間通信時(shí)間以及 調(diào)制信號(hào)出口時(shí)間。
[0018] 所述步驟2中，協(xié)控主站收集交流子站上傳的交流聯(lián)絡(luò)線功率Pa。，并采用校正邏 輯控制的直流功率調(diào)制算法確定直流功率調(diào)制量P Md。
[0019] 所述步驟2具體包括以下步驟：
[0020] 步驟2-1 :通過(guò)交流聯(lián)絡(luò)線功率Pa。計(jì)算直流功率調(diào)制量Pm()d ;
[0021] 步驟2-2 :通過(guò)交流聯(lián)絡(luò)線功率Pa。確定調(diào)制允許指令Km()d ;
[0022] 步驟2-3 :確定經(jīng)過(guò)校正邏輯控制的直流功率調(diào)制量P' m()d，有P' m()d = Pm()d
[0023] 所述步驟2-1中，采用交流聯(lián)絡(luò)線功率？3。作為輸入，依次通過(guò)低通濾波環(huán)節(jié)、 WASHOUT環(huán)節(jié)、增益/濾波環(huán)節(jié)、第一超前滯后環(huán)節(jié)和第二超前滯后環(huán)節(jié)，最后經(jīng)過(guò)限幅環(huán) 節(jié)得到直流功率調(diào)制量Pm()d，其表示為：
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在于：所述方法包括 以下步驟： 步驟1 :建立交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)； 步驟2 :確定直流功率調(diào)制量P' Md; 步驟3 :對(duì)直流功率調(diào)制量P' Md進(jìn)行分配； 步驟4 :抑制父流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述步驟1中，基于安全穩(wěn)定控制裝置建立的交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)，所述交直流協(xié)調(diào)控 制平臺(tái)包括交流子站、協(xié)控主站和多個(gè)直流子站，所述交流子站與協(xié)控主站之間、協(xié)控主站 與直流子站之間均通過(guò)光纖通道連接；所述直流子站設(shè)有與極控系統(tǒng)連接的接口，且通過(guò) 接口與極控系統(tǒng)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述交流子站設(shè)置在交流聯(lián)絡(luò)線所屬變電站，其測(cè)量交流聯(lián)絡(luò)線的電流和電壓，并計(jì)算 交流聯(lián)絡(luò)線功率，并上送至協(xié)控主站； 所述直流子站設(shè)置在被控直流換流站，其收集極控系統(tǒng)直流狀態(tài)信息并上送至協(xié)控主 站，同時(shí)接收協(xié)控主站的直流功率調(diào)制命令并下發(fā)給極控系統(tǒng)； 所述協(xié)控主站收集交流子站上傳的交流聯(lián)絡(luò)線功率及直流子站上傳的極控系統(tǒng)直流 狀態(tài)信息，并判斷是否需要進(jìn)行直流功率調(diào)制及確定直流功率調(diào)制量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特 征在于：所述交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)的延時(shí)在30?40ms之間，主要包括站間通信時(shí)間以及調(diào) 制信號(hào)出口時(shí)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述步驟2中，協(xié)控主站收集交流子站上傳的交流聯(lián)絡(luò)線功率P a。，并采用校正邏輯控制 的直流功率調(diào)制算法確定直流功率調(diào)制量P mml。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特 征在于：所述步驟2具體包括以下步驟： 步驟2-1 :通過(guò)交流聯(lián)絡(luò)線功率Pa。計(jì)算直流功率調(diào)制量Pm()d ; 步驟2-2 :通過(guò)交流聯(lián)絡(luò)線功率Pa。確定調(diào)制允許指令Km()d ; 步驟2-3 :確定經(jīng)過(guò)校正邏輯控制的直流功率調(diào)制量P' Md，有P' Md = Pm()d · Km()d。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述步驟2-1中，采用交流聯(lián)絡(luò)線功率P a。作為輸入，依次通過(guò)低通濾波環(huán)節(jié)、WASHOUT 環(huán)節(jié)、增益/濾波環(huán)節(jié)、第一超前滯后環(huán)節(jié)和第二超前滯后環(huán)節(jié)，最后經(jīng)過(guò)限幅環(huán)節(jié)得到直 流功率調(diào)制量Pmml，其表示為：
其中，為低通濾波環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，Tw為WASHOUT環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，Kp為調(diào)節(jié)器增益，T Q 為增益/濾波環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，?\和T2為第一超前滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)，T和T4為第二超前滯 后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)； 且滿(mǎn)足： P C p << p 其中，P_和Pmin為直流功率調(diào)制量上下限。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述步驟2-2中，采用交流聯(lián)絡(luò)線功率？ 3。作為輸入，通過(guò)低通濾波環(huán)節(jié)、功率閾值環(huán)節(jié)、 功率死區(qū)環(huán)節(jié)和觸發(fā)保持環(huán)節(jié)，得到調(diào)制允許指令Km()d ; 所述步驟2-2包括以下步驟： 步驟2-2-1 :通過(guò)功率閾值環(huán)節(jié)判斷是否滿(mǎn)足交流聯(lián)絡(luò)線功率閾值條件； 比較Pa。通過(guò)低通濾波環(huán)節(jié)和絕對(duì)值環(huán)節(jié)后得到的值與交流聯(lián)絡(luò)線功率閾值？__。1(1的 大小，若滿(mǎn)足
> ，則表明交流聯(lián)絡(luò)線功率閾值條件滿(mǎn)足； 步驟2-2-2 :通過(guò)功率死區(qū)環(huán)節(jié)判斷是否滿(mǎn)足交流聯(lián)絡(luò)線功率死區(qū)條件； 具體包括以下步驟： ⑴計(jì)算Pa。在Tn內(nèi)的平均值f表示為：
其中，Tn為計(jì)算?時(shí)間窗長(zhǎng)度，取值范圍為30s?40s ; ⑵求交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)量，即Pa。與€的差值A(chǔ)Pa。，有Μ,,. = 4-7^ (3)比較APa。與交流聯(lián)絡(luò)線功率死區(qū)定值d的大小，若滿(mǎn)足| APacJ > d/2,則表明交 流聯(lián)絡(luò)線功率死區(qū)條件滿(mǎn)足； 步驟2-2-3 :通過(guò)觸發(fā)保持環(huán)節(jié)計(jì)算調(diào)制允許指令Km()d ; 若交流聯(lián)絡(luò)線功率閾值條件和交流聯(lián)絡(luò)線功率死區(qū)條件同時(shí)持續(xù)滿(mǎn)足的時(shí)間大于觸 發(fā)時(shí)間定值Tdl，則調(diào)制允許指令KMd為1 ;如果調(diào)制允許指令為1后，交流聯(lián)絡(luò)線功率閾值 條件和交流聯(lián)絡(luò)線功率死區(qū)條件有任一不滿(mǎn)足的時(shí)間大于保持時(shí)間定值Td2，則調(diào)制允許指 令為〇 ;其中觸發(fā)時(shí)間定值Tdl取值范圍為0. 3s?0. 5s。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征在 于：所述步驟3中，先對(duì)交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)中所有被控直流子站設(shè)置調(diào)制優(yōu)先級(jí)，并給出 檔位定值，即直流子站每輪分配的直流功率調(diào)制量；然后在交直流協(xié)調(diào)控制平臺(tái)進(jìn)行直流 功率調(diào)制，每個(gè)時(shí)步中將總直流功率調(diào)制量結(jié)合優(yōu)先級(jí)、檔位定值和極控系統(tǒng)上送的可用 直流功率調(diào)制量對(duì)所有被控直流子站逐一循環(huán)分配，計(jì)算出被控直流子站需承擔(dān)的直流功 率調(diào)制量，并通過(guò)光纖通道下發(fā)給直流子站。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨大區(qū)電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制方法，其特征 在于：所述步驟4中，直流子站接收協(xié)控主站下發(fā)的直流功率調(diào)制命令，通過(guò)與極控系統(tǒng)連 接的接口將直流功率調(diào)制量指令下發(fā)至極控系統(tǒng)，最終通過(guò)極控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)跨大區(qū) 電網(wǎng)交流聯(lián)絡(luò)線頭擺功率沖擊的抑制。
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK104253442SQ201410538531
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】郭劍波, 卜廣全, 趙兵, 胡濤, 李文峰, 李尹 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院