一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法

文档序号:8489436阅读:344来源:国知局
一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统领域,具体设及一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协 调控制方法。
【背景技术】
[0002] 我国能源资源与用电需求在地理上的逆势分布特征,决定了其电网发展必须走远 距离、大规模输电和全国范围内优化电力资源配置的道路,如今已形成跨大区复杂交直流 接续式/混联电网。
[0003] 该种大规模、远距离输电格局在解决大型清洁能源和新能源的消纳问题、水火互 济问题W及实现全国范围内资源优化配置的同时,给电网的安全稳定运行也带来一系列的 挑战。由于特高压直流取消了W极为单位的保护控制,直流闭锁的故障形态更为复杂,直流 发生闭锁的故障形态基本为相继闭锁故障;特高压直流单一输电工程输送容量不断增加, 直流闭锁故障将引起受端大规模不平衡功率,造成潮流大范围转移,给电网安全运行造成 压力,需采取大量的切负荷安控措施才能保证电网稳定运行。
[0004] 直流的紧急功率控制是减少受端切负荷量的有效控制措施,而受限于直流极控系 统的能力,直流紧急功率控制1秒内仅能进行1次,针对短时的相继故障直流无法多次动 作,直流快速功率支援的能力无法得到充分发挥。
[0005] 由于相继故障控制措施的实施难度大、直流阀组重故障繁多,导致采用现有的交 直流协调控制方法无法应对。

【发明内容】

[0006] 为了克服现有技术的缺陷,本发明提供一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流 协调控制方法,该方法提出了直流紧急功率控制和切负荷控制措施相互协调配合的原则, 能在减少或避免切负荷的同时,保证跨区交直流联网系统安全稳定运行。
[0007] 为实现上述发明目的,本发明是通过如下方案实现的:
[0008] -种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,所述方法包括下述步 骤:
[0009]A、确定交直流联网系统;
[0010] 所述交直流联网系统包括:区域电网1、区域电网2、区域电网3和区域电网4,区 域电网1~2通过交流线路同步联网,区域电网1和区域电网2的交流联络线为tiei2;区 域电网1和区域电网3通过n条直流DCi3w联网,n为正整数厄域电网1和区域电网4通 过1条直流DCi4联网;
[0011] B、检测交直流联网系统中直流DCi4的运行状态,当所述直流DC14首次出现阀故障 时t= 0ms,获取此刻直流DCi4的损失功率和所禪合交流断面运行信息,并计算直流阀故障 所需的措施量;其中,t为故障时刻;
[001引C、当故障出现在0ms《taOOms时,获取直流DCi4阀故障出现时刻的损失功率和 t=0ms时刻直流DCi4所禪合交流断面运行信息,并计算措施量;
[001引 D、所述措施量包括;调整直流功率和切负荷量,当t=100ms时,直流DCi4安全稳 定控制装置分别向直流DCi3w及切负荷执行站发送累计紧急调整直流功率和切负荷指令;[0014]E、当100ms<t<1000ms时,获取故障出现时刻直流阀的损失功率和t=100ms时 亥Ij,直流DCi4所禪合交流断面运行信息,计算切负荷量;并由直流DC14安全稳定控制装置无 延时向切负荷执行站发送切负荷指令;
[001引F、当t= 1000ms时,重新检测直流DCi4阀故障并初始化直流DC14的阀故障时刻。
[0016] 优选的,所述步骤B中,所述直流DCi4所禪合交流断面运行信息包括:交流断面 tie。的潮流输送方向为区域电网2送电区域电网1,运行功率为P〇如巧;直流DCnw的功率 可调减量为IV。
[0017] 进一步地,定义直流DCi4初始阀故障时刻t= 0ms的损失直流功率为DC14W,区域 电网1和区域电网2交流联络线tiei2稳定运行所需的措施量DP 为:
【主权项】
1. 一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在于,所述方法包 括下述步骤: A、 确定交直流联网系统; 所述交直流联网系统包括:区域电网1、区域电网2、区域电网3和区域电网4,区域电 网1~2通过交流线路同步联网,区域电网1和区域电网2的交流联络线为tie12;区域电 网1和区域电网3通过n条直流DC13W联网,n为正整数;区域电网1和区域电网4通过1 条直流DC14联网; B、 检测交直流联网系统中直流DC14的运行状态,当所述直流DC14首次出现阀故障时t =Oms,获取此刻直流DC14的损失功率和所耦合交流断面运行信息,并计算直流阀故障所需 的措施量;其中,t为故障时刻; C、 当故障出现在0ms<t〈100ms时,获取直流DC14_故障出现时刻的损失功率和t= 0ms时刻直流DC14所耦合交流断面运行信息,并计算措施量; D、 所述措施量包括:调整直流功率和切负荷量,当t= 100ms时,直流DC14安全稳定控 制装置分别向直流DC13W及切负荷执行站发送累计紧急调整直流功率和切负荷指令; E、 当100ms〈t〈1000ms时,获取故障出现时刻直流阀的损失功率和t= 100ms时刻,直 流DC14所耦合交流断面运行信息,计算切负荷量;并由直流DC14安全稳定控制装置无延时 向切负荷执行站发送切负荷指令; F、 当t= 1000ms时,重新检测直流DC14阀故障并初始化直流DC14的阀故障时刻。
2. 如权利要求1所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,所述步骤B中,所述直流DC14所耦合交流断面运行信息包括:交流断面tie12的潮流输 送方向为区域电网2送电区域电网1,运行功率为P^tiem;直流DC13fa)的功率可调减量为 Pdn。
3. 如权利要求2所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,定义直流〇(:14初始阀故障时刻t= 0ms的损失直流功率为DC14⑴,区域电网1和区域电 网2交流联络线tie19稳定运行所需的措施量DP7.m为:
其中,HS1:HS2为区域电网1、区域电网2总惯性常数比值;P_aiel2)为交流联络线tie12 的静态稳定运行极限功率值;APtiel2(tp)为交流联络线tie12的功率波动峰值超调量; 此时直流DC14近区各直流DC13(11)功率可调减量为Pdn,则紧急控制近区各直流0(:13(11)的 有效措施量为DPDesW:
(2) 其中,HS1:HS2为区域电网1和区域电网2总惯性常数比值; 若DPDes⑴>DPzw,仅依靠调整直流功率即可保证交流联络线tie^l定运行,直流功 率有可调裕度;此时按比例调整各直流〇(:13(11)运行功率,所述直流DC13(n)实际调减量Pdn⑴ 为: (3) 若DPDes⑴=DPzw,仅依靠调整直流功率即可保证交流联络线tie^l定运行,直流功 率无可调裕度;此时各直流按最大可调量调整功率,直流DC13fa)实际调减量P 为: Pdn(i) = ?dn ⑷ 若DPDesw <DPzw,则表示仅依靠调整直流功率不能保证交流联络线tie12稳定运行, 配合切负荷;此时各直流按最大可调量调整功率,直流DC13fa)实际调减量PdnW和切负荷量 Pload(i) 分别为:
(6)〇
4. 如权利要求1所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,所述步骤C中,继续检测直流DC14t< 100ms时的阀故障,若检测到另一个阀故障,损失 直流功率为DC14U),HS1:HS2为区域电网1和区域电网2总惯性常数比值;则为保证区域电 网1和区域电网2交流联络线tie12稳定运行的措施量DPzU)为:
(7) 此时直流DC14近区各直流DC13&1)功率可调减量为Pdn-PdnW,则紧急控制各直流DC13fa)的 有效措施量为DPDesU):
(8) 若DPDesU) >DPzu),则表示仅依靠调整直流功率即可保证交流联络线tie12稳定运行, 且直流功率有可调裕度,此时各直流DC13(n)按比例调整运行功率,所述直流DC13(n)实际调 减量PdnCj)为:
(9) 若DPDesU)=DPZU),则表示仅依靠调整直流功率即可保证交流联络线tie12稳定运行, 且直流功率无可调裕度,此时各直流〇(:13(11)按最大可调量调整功率,直流DC13(n)实际调减量 Pdn(j)为: Pdn(j) = ?dn_Pdn(i) (1〇) 若DPDesu) <DPzu),则表示仅依靠调整直流功率不能保证交流联络线tie12稳定运行, 配合切负荷措施,此时各直流按最大可调量调整功率,直流DC13fa)实际调减量P 以及切 负荷量Pload(j) 分别为:
U2)。
5. 如权利要求1所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,所述步骤D中,直流DC14安全稳定控制装置发送的调整直流DC13(n)功率量PdnS和总切负 荷量PlMdS分别为: F*dnS = P dn⑴+F*dn(j) (13) PloadS P load⑴+Pload(j) (14) 在t= 100ms时刻,直流DC14安全稳定控制装置将紧急调整功率指令发给近区各直 流?DC13fa)控制站;将切负荷指令发给切负荷执行站。
6. 如权利要求1所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,所述步骤E中,当100mS〈t〈1000ms时,直流阀故障出现时刻的直流损失功率为DC14(k),为 保证区域电网1和区域电网2交流联络线tie12稳定运行的措施量DPz(k)为:
(15) 式中,为交流断面1^12在t= 100ms时刻的运行功率; 切负荷量为:
(!(。 对于在t> 100ms时间内检测到的阀故障,直流DC14安全稳定控制装置将无延时发送 切负荷指令给执行站。
7. 如权利要求1所述的应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,其特征在 于,所述步骤F中,由于直流紧急功率控制在1000ms内仅能实施1次,在t= 1000ms时刻, 重新检测直流阀故障,并将检测到故障的时刻设定为t= 0ms时刻。
【专利摘要】本发明提出一种应对直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法,包括:确定交直流联网系统,检测交直流联网系统中直流DC14的运行状态,获取不同状态的运行信息,并计算不同故障时刻的措施量和切负荷量;通过直流紧急功率控制和切负荷控制措施协调配合,在减少或避免切负荷的同时,保证了跨区交直流联网系统安全稳定运行。
【IPC分类】H02J5-00
【公开号】CN104810865
【申请号】CN201510191703
【发明人】赵兵, 李尹, 胡涛, 郭剑波, 卜广全, 孙华东, 吴萍
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月21日
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