一種確定直流孤島運(yùn)行控制措施的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流孤島運(yùn)行領(lǐng)域，具體涉及一種確定直流孤島運(yùn)行控制措施的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)中，直流互聯(lián)方式功率交換控制靈活、方便，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)間的非同步運(yùn)行與隔離。隨著直流輸電技術(shù)水平的全面提高，直流輸電線路電壓等級(jí)不斷提高，輸電容量越來(lái)越大，能源輸送效率隨之提高，同時(shí)也對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行提出了更高的要求。
[0003]直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行方式包括兩種，一種是常見(jiàn)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，一種是孤島運(yùn)行方式。聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式是指兩側(cè)換流站與主網(wǎng)保持聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的運(yùn)行方式。孤島方式是指換流站與臨近的廠站和線路構(gòu)成獨(dú)立小系統(tǒng)，斷開(kāi)與主網(wǎng)交流聯(lián)系的運(yùn)行方式。對(duì)于遠(yuǎn)離主干網(wǎng)架的大型水電廠或火電廠，如果采用高壓直流輸電的方式，送端電網(wǎng)的若干臺(tái)發(fā)電機(jī)有可能與換流母線組網(wǎng)運(yùn)行，這時(shí)就形成了送端孤島運(yùn)行方式。在孤島運(yùn)行方式下，直流系統(tǒng)輸送功率較大時(shí)，如果系統(tǒng)的短路容量比較小，則屬于弱交流系統(tǒng)，此時(shí)交、直流系統(tǒng)的擾動(dòng)、故障等將給系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)。如果無(wú)法保證直流送端孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，則將限制某些情況下直流的送電能力甚至無(wú)法安排送電，造成水電等可再生資源的浪費(fèi)和受電地區(qū)的用電緊張。目前直流孤島運(yùn)行控制措施不夠穩(wěn)定，無(wú)法保證直流孤島運(yùn)行時(shí)電壓不越限、電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。
[0004]綜上，提供一種能夠增加直流輸電的靈活性，在直流近區(qū)電網(wǎng)孤立情況下保證直流送電，提高直流配套電廠的送電電量，并保證直流孤島運(yùn)行的穩(wěn)定性的方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需求，本發(fā)明提供了一種確定直流孤島運(yùn)行控制措施的方法，保證直流孤島運(yùn)行時(shí)電壓不越限、電網(wǎng)頻率穩(wěn)定:
[0006]所述方法包括下述步驟:
[0007]步驟I:制定直流孤島中電壓控制措施；
[0008]步驟2:制定直流孤島頻率控制措施；
[0009]步驟3:分析孤島中直流功率調(diào)整引起的頻率波動(dòng)問(wèn)題，利用直流頻率控制器和發(fā)電機(jī)調(diào)速器制定協(xié)調(diào)方案；
[0010]步驟4:分析直流從孤島轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)的并網(wǎng)操作沖擊，設(shè)置孤島并網(wǎng)裝置的差異化定值方案。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟I中，所述制定包括:分析直流孤島小功率運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)高問(wèn)題，優(yōu)化濾波器運(yùn)行條件、優(yōu)化低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行條件和優(yōu)化發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟2中，所述制定包括:分析直流從聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島或直流孤島內(nèi)故障擾動(dòng)下的頻率波動(dòng)問(wèn)題，協(xié)調(diào)配置發(fā)電機(jī)和直流頻率控制器的參數(shù)；
[0013]所述孤島頻率控制措施，包括:
[0014](I)孤島與主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線斷開(kāi)后采取緊急提升或降低直流功率的控制措施；
[0015](2)孤島內(nèi)發(fā)生機(jī)組跳閘后直流采取緊急降低直流功率的控制措施；
[0016](3)直流發(fā)生單極閉鎖時(shí)切除與之功率相等的發(fā)電機(jī)組的控制措施。
[0017]進(jìn)一步的，所述小功率指的是直流輸送的有功功率接近于技術(shù)上允許的最小功率；
[0018]所述電壓過(guò)高指的是由于孤島內(nèi)大量無(wú)功盈余，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓超過(guò)設(shè)備允許上限；
[0019]所述優(yōu)化濾波器運(yùn)行條件為將無(wú)功功率控制從自動(dòng)模式改為手動(dòng)模式；
[0020]所述優(yōu)化低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行條件為退出孤島內(nèi)變電站和換流站的低容、投入低抗；
[0021]所述優(yōu)化發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件為讓發(fā)電機(jī)處于進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)，吸收無(wú)功功率。
[0022]進(jìn)一步的，所述直流從聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島為直流與主網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線被斷開(kāi)，直流進(jìn)入孤島運(yùn)行方式；
[0023]所述直流孤島內(nèi)故障為直流孤島運(yùn)行時(shí)發(fā)生直流閉鎖故障、發(fā)電機(jī)跳閘故障；
[0024]所述協(xié)調(diào)配置發(fā)電機(jī)和直流頻率控制器的參數(shù)，包括:
[0025](I)設(shè)置直流頻率控制器的死區(qū)范圍小于發(fā)電機(jī)調(diào)速器的死區(qū)范圍；
[0026](2)減小直流頻率控制器的限幅范圍；
[0027](3)增大直流頻率控制器的增益系數(shù)。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟3中，所述直流功率調(diào)整包括:孤島中增加或減少直流輸送功率；
[0029]所述協(xié)調(diào)方案為主動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)功率影響孤島頻率，直流通過(guò)頻率控制器接收頻率變化量并隨之調(diào)整功率。
[0030]優(yōu)選的，所述步驟4中，所述直流從孤島轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)，包括:通過(guò)合上線路或母線開(kāi)關(guān)將孤島并入主網(wǎng)；
[0031]所述孤島并網(wǎng)裝置的差異化定值方案，包括:當(dāng)并網(wǎng)裝置兩側(cè)的角度差、電壓差和頻率差均小于設(shè)置的定值時(shí)，并網(wǎng)裝置令開(kāi)關(guān)動(dòng)作并網(wǎng)。
[0032]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是:
[0033]1、本發(fā)明技術(shù)方案中，考慮了直流的絕對(duì)最小濾波器的投入的優(yōu)化、低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以及發(fā)電機(jī)進(jìn)相等各種組合措施對(duì)電壓的控制；
[0034]2、本發(fā)明技術(shù)方案中，提出了優(yōu)化直流頻率控制器與發(fā)電機(jī)調(diào)速器的措施，提高了孤島頻率穩(wěn)定性；
[0035]3、本發(fā)明技術(shù)方案中，提出了優(yōu)化孤島并網(wǎng)裝置的定值的方法，采用仿真分析確定并網(wǎng)定值；
[0036]4、本發(fā)明適用于孤島方式運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)孤島電壓和孤島頻率的的聯(lián)合控制方案的實(shí)施，大幅提高了直流輸電系統(tǒng)的輸電能力，增加直流配套電廠的發(fā)電效益，減少直流受端地區(qū)高峰時(shí)期的供電緊張。
【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖1:本發(fā)明實(shí)施例中一種確定直流孤島運(yùn)行控制措施的方法流程圖；
[0038]附圖2:錦蘇直流孤島近區(qū)電網(wǎng)示意圖；
[0039]附圖3:參數(shù)優(yōu)化前孤島發(fā)生頻率振蕩圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0041]本發(fā)明提供的提升直流輸電能力的方法，能夠增加直流配套電廠的發(fā)電效益，減少直流受端地區(qū)高峰時(shí)期的供電緊張，大幅提升孤島運(yùn)行方式下直流輸電能力，如圖1，本發(fā)明提供的一種確定直流孤島運(yùn)行控制措施的方法流程圖，具體步驟為:
[0042]步驟1:分析直流孤島小功率運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)高問(wèn)題，綜合優(yōu)化濾波器、低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件，制定直流孤島中電壓控制措施；
[0043]步驟2:分析直流從聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島或直流孤島內(nèi)故障等擾動(dòng)下的頻率波動(dòng)問(wèn)題，協(xié)調(diào)配置發(fā)電機(jī)和直流頻率控制器的參數(shù)，提出孤島頻率控制措施；
[0044]步驟3:分析孤島中直流功率調(diào)整引起的頻率波動(dòng)問(wèn)題，利用直流頻率控制器和發(fā)電機(jī)調(diào)速器制定協(xié)調(diào)方案；
[0045]步驟4:分析直流從孤島轉(zhuǎn)為聯(lián)網(wǎng)的并網(wǎng)操作沖擊，設(shè)置并網(wǎng)裝置的差異化定值方案，應(yīng)對(duì)孤島運(yùn)行波動(dòng)；
[0046]所述步驟I中小功率指的是直流輸送的有功功率接近于技術(shù)上允許的最小功率，一般為額定功率的10%，此時(shí)直流消耗的無(wú)功功率小于濾波器注入的功率，孤島內(nèi)無(wú)功功率大量盈余；
[0047]所述電壓過(guò)高指的是由于孤島內(nèi)大量無(wú)功盈余，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓超過(guò)設(shè)備允許上限；
[0048]所述優(yōu)化濾波器運(yùn)行條件，指的是將濾波器投入方式從自動(dòng)投入改為手動(dòng)投入，則可以減少一組濾波器的投入;優(yōu)化低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行條件，指的是退出孤島內(nèi)變電站和換流站的低容、投入低抗;優(yōu)化發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件，指的是讓發(fā)電機(jī)處于進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)，吸收無(wú)功功率。
[0049]所述步驟2中直流從聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島指的是直流與主網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線被斷開(kāi)，直流進(jìn)入孤島運(yùn)行方式，孤島內(nèi)一般僅包括直流、發(fā)電機(jī)，也可能包括少量負(fù)荷;所述的直流孤島內(nèi)發(fā)生擾動(dòng)指的是直流孤島運(yùn)行時(shí)發(fā)生直流閉鎖故障、發(fā)電機(jī)跳閘等造成孤島內(nèi)功率不平衡的情況。
[0050]所述協(xié)調(diào)配置發(fā)電機(jī)和直流頻率控制器的參數(shù)指的是:(I)設(shè)置直流頻率控制器的死區(qū)范圍小于發(fā)電機(jī)調(diào)速器的死區(qū)范圍，以利用直流控制更快速穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)減小頻率波動(dòng)范圍；(2)減小直流頻率控制器的限幅范圍以減小波動(dòng)；(3)增大直流頻率控制器的增益系數(shù)以增加控制頻率的效果。
[0051]所述孤島頻率控制措施，包括:(I)控制孤島與主網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線功率在較小的值；(2)孤島與主網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線斷開(kāi)后采取緊急提升或降低直流功率的控制措施；(3)孤島內(nèi)發(fā)生機(jī)組跳閘后直流采取緊急降低直流功率的控制措施；(4)直流發(fā)生單極閉鎖時(shí)切除與之功率相等的發(fā)電機(jī)組的控制措施。
[0052]所述步驟3中直流功率調(diào)整指的是:孤島中增加或減少直流輸送功率。采取調(diào)整發(fā)電機(jī)功率、直流通過(guò)頻率控制器調(diào)整功率跟隨的方式，孤島內(nèi)頻率波動(dòng)范圍不超過(guò)直流頻率控制器的死區(qū)，可減小