一種直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流限幅方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流 限幅方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直流孤島送電系統(tǒng)是指直流整流站只與配套電源相連，送端交流系統(tǒng)斷開(kāi)與交流 主網(wǎng)聯(lián)系，形成孤立小電網(wǎng)的送電系統(tǒng)，其主要由送端交流系統(tǒng)、直流輸電系統(tǒng)和受端交流 系統(tǒng)=部分組成，如圖1所示。直流孤島送電系統(tǒng)可減少直流閉鎖后潮流轉(zhuǎn)移對(duì)交流系統(tǒng) 的影響，簡(jiǎn)化安全穩(wěn)定控制措施，在改善遠(yuǎn)距離送電系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高送電能力方面有著獨(dú) 特優(yōu)勢(shì)。但在直流孤島送電系統(tǒng)中，送端交流系統(tǒng)與交流主網(wǎng)沒(méi)有電氣聯(lián)系，其短路比和有 效慣性時(shí)間常數(shù)顯著低于聯(lián)網(wǎng)方式，承受擾動(dòng)能力較弱。
[0003] 在直流孤島送電系統(tǒng)中，直流輸電系統(tǒng)的直流電流增大會(huì)增加換流站消耗的無(wú)功 功率，引起直流換流站交流母線電壓降低，不恰當(dāng)?shù)奶岣咧绷麟娏骺赡芤鹣到y(tǒng)的電壓穩(wěn) 定性問(wèn)題。而且，當(dāng)送端交流系統(tǒng)短路比較小時(shí)，直流系統(tǒng)的輸送能力會(huì)受到限制，可能使 得直流電流增大過(guò)程中直流功率反而下降。因此，需要對(duì)直流電流進(jìn)行合理限幅，使得在充 分利用直流輸電能力的同時(shí)，避免對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。
[0004] 傳統(tǒng)的直流電流限幅首先考慮直流設(shè)備的過(guò)負(fù)荷能力，按持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短可分為 暫態(tài)過(guò)負(fù)荷（1.35~1.5PU)、短期過(guò)負(fù)荷（1.25PU)和長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷（1.化U) S種，其限幅 值均較大。其次考慮直流控制系統(tǒng)的低壓限流環(huán)節(jié)（Voltage D巧endent化rrent化der Limiter, VDC0L)，其作用是在直流電壓或交流電壓跌落到某個(gè)指定值時(shí)對(duì)直流電流指令進(jìn) 行限制。然而，對(duì)于整流側(cè)VDCDL特性，其啟動(dòng)電壓較低，所W經(jīng)VDCDL后輸出的直流電流 整定值仍然較大，只有在整流站交流母線電壓跌幅較大時(shí)才有明顯的限流效果，而此時(shí)系 統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種直流孤島送電系統(tǒng)的直 流電流限幅方法，能夠?qū)χ绷鬏旊娤到y(tǒng)的直流電流進(jìn)行合理限幅。
[0006] 一種直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流限幅方法，包括如下步驟：
[0007] (1)獲取直流孤島送電系統(tǒng)中相關(guān)電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并將其中送端交流系統(tǒng) 等效為戴維南電路；
[000引 （2)根據(jù)送端交流系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)最大有功功率之和，計(jì)算電流限幅值 Idclimitl;
[0009] (3)計(jì)算直流輸電系統(tǒng)中換流變壓器的漏抗XTd。^及限幅參數(shù)K ;
[0010] (4)根據(jù)所述的運(yùn)行參數(shù)、漏抗XTd。^及限幅參數(shù)K，計(jì)算電流限幅值I delimits;
[0011] 妨取電流限幅值Idelimw和I delimits中的最小值作為最終的電流限幅值I delimit，進(jìn) 而將直流輸電系統(tǒng)中整流站的直流電流指令值限制在下。
[0012] 所述的步驟（1)中將送端交流系統(tǒng)等效為戴維南電路時(shí)，則戴維南電路中等效電 壓源電壓幅值氏和等效阻抗的確定方法如下：
[0013] a.所述的等效電壓源電壓幅值氏取為送端交流系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的電壓參 考值與勵(lì)磁系統(tǒng)中PSS (電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定器）的輸出電壓值之和經(jīng)升壓變壓器變換后高 壓側(cè)的電壓值；
[0014] b.所述的等效阻抗取送端交流系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)機(jī)端與整流站交流母線之間的阻抗。
[0015] 所述的步驟（2)中根據(jù)W下算式計(jì)算電流限幅值Idcaimw:
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流限幅方法，包括如下步驟： (1) 獲取直流孤島送電系統(tǒng)中相關(guān)電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并將其中送端交流系統(tǒng)等效 為戴維南電路； (2) 根據(jù)送端交流系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)最大有功功率之和，計(jì)算電流限幅值Itkliniitl; (3) 計(jì)算直流輸電系統(tǒng)中換流變壓器的漏抗xTd。以及限幅參數(shù)K ; (4) 根據(jù)所述的運(yùn)行參數(shù)、漏抗xTd。以及限幅參數(shù)K，計(jì)算電流限幅值I dc;limit2; (5) 取電流限幅值Itklimitl和I ddimit2中的最小值作為最終的電流限幅值I ddimit，進(jìn)而將 直流輸電系統(tǒng)中整流站的直流電流指令值限制在Itklimit以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流限幅方法，其特征在于：所述的步驟（1)中將送端 交流系統(tǒng)等效為戴維南電路時(shí)，則戴維南電路中等效電壓源電壓幅值E s和等效阻抗的確定 方法如下： a. 所述的等效電壓源電壓幅值匕取為送端交流系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的電壓參考值 與勵(lì)磁系統(tǒng)中PSS的輸出電壓值之和經(jīng)升壓變壓器變換后高壓側(cè)的電壓值； b. 所述的等效阻抗取送端交流系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)機(jī)端與整流站交流母線之間的阻抗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流限幅方法，其特征在于：所述的步驟（2)中根據(jù)以 下算式計(jì)算電流限幅值Iddimitl:
其中：Pdc;N為直流輸電系統(tǒng)的額定功率，Pmaxi為送端交流系統(tǒng)中第i臺(tái)發(fā)電機(jī)的最大有 功功率，η為送端交流系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)總臺(tái)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流限幅方法，其特征在于：所述的步驟（3)中根據(jù)以 下算式計(jì)算漏抗以及限幅參數(shù)K :
其中：Uad3和U dc;b分別為送端交流系統(tǒng)和直流輸電系統(tǒng)的電壓基準(zhǔn)值，S ad3為送端交流 系統(tǒng)的功率基準(zhǔn)值，STd。、Ukd。和τ Nd。分別為換流變壓器的額定容量、短路比和標(biāo)準(zhǔn)變比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電流限幅方法，其特征在于：所述的步驟（4)中計(jì)算電 流限幅值Iddimit2的過(guò)程如下： 首先，根據(jù)以下方程組計(jì)算整流站交流母線的電壓幅值U和整流站的換相重疊角μ : K
然后，根據(jù)求得的電壓幅值U和換相重疊角μ通過(guò)以下算式計(jì)算出直流電流限幅值 Idclimit2:
兵甲：κρ艿且m揃電糸統(tǒng)的攸數(shù)，Kb艿塋沭站母攸六脒功挾沭析的個(gè)數(shù)，τ d。為換流變 壓器的分接頭位置系數(shù)，B。為整流站交流母線上交流濾波器及無(wú)功補(bǔ)償裝置的導(dǎo)納，a min 為整流站的最小觸發(fā)角限制值，Utto為整流站的直流側(cè)電壓，Za。和Θ分別為戴維南電路中 等效阻抗的幅值和阻抗角，S為戴維南電路中等效電壓源電壓與整流站交流母線電壓的相 角差。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流限幅方法，該方法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流孤島送電系統(tǒng)的設(shè)備與運(yùn)行參數(shù)，將送端交流系統(tǒng)戴維南等效后，首先根據(jù)孤島系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電機(jī)最大有功功率之和，計(jì)算直流電流限幅值Idclimit1，再通過(guò)求解方程組求得直流電流限幅值Idclimit2，兩者取其中的較小值作為最終的直流電流限幅值Idclimit。本發(fā)明綜合考慮了送端交流系統(tǒng)的最大輸送能力和低短路比情況下交流系統(tǒng)強(qiáng)度對(duì)直流輸送功率的限制，故能對(duì)直流孤島送電系統(tǒng)的直流電流進(jìn)行合理限幅，使得在充分利用直流輸電能力的同時(shí)，避免對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。
【IPC分類】H02J1-00, H02J3-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104638631
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510099020
【發(fā)明人】汪際鋒, 張勇, 劉洪濤, 徐政, 周煜智
【申請(qǐng)人】中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日