一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法
【专利摘要】本发明提供一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，该方法利用直流健全极的功率转带能力，基于时域仿真法计算健全极的最小功率转带时间，来提高直流再启动后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行。本发明可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供技术支撑；本发明应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
【专利说明】
-种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种提高直流再启动系统稳定性的方法，具体讲设及一种利用功率转 带提高直流再启动系统稳定性的方法。
【背景技术】
[0002] 随着高压直流输电技术的不断发展，直流输送容量越来越大，目前在运特高压直 流工程的额定输送功率可达800万千瓦，规划中近期将要投运的特高压直流工程的输送功 率可达1000~1200万千瓦。对于大功率的特高压直流输电工程，直流再启动过程引起的功 率缺额，可能给送受端系统带来较大功率冲击。尤其是当送端系统网架相对薄弱时，直流再 启动期间，可能积累大量加速能量，引起送端系统暂态失稳。特高压直流输电工程一般具有 短时过负荷能力，如3秒过负荷1.3倍。直流单极再启动期间，如果利用另一极短时过负荷能 力，则可提高送端系统暂态稳定性。
[0003] 本发明提供一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，该方法利用直 流健全极的功率转带能力，基于时域仿真法计算健全极的最小功率转带时间，来提高直流 再启动后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行。本发明可用于电网规划和 运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，可W提高直流 再启动后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行。本发明可用于电网规划和 运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
[0005] -种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在于，所述方法包 括：
[0006] I-I.直流单极再启动仿真确定系统的稳定性；
[0007] 1-2.如系统不稳定，设定健全极功率转带后的参数；
[000引1-3.根据步骤1-2所述参数，进行直流单极再启动仿真。
[0009] 优选的，所述步骤1-3仿真后系统稳定，则采用二分法计算最小功率转带时间，算 法结束。
[0010] 优选的，所述步骤1-3仿真后系统不稳定，贝U
[0011] 1-4.根据功率转带时间增加一个步长后是否超过最大允许值，进行直流单极再启 动仿真；
[0012] 1-5.根据系统稳定性，确定结束算法或返回步骤1-4。
[0013] 优选的，所述步骤1-2所述参数包括:健全极功率转带后的最大功率.、功率 转带时间tz的初值tz〇 = TF、增长步长tZstep和最大允许值tZmax = TDN，其中％为直流额定短时 过负荷倍数，Pdn为直流额定功率，Tdn为持续时间。
[0014]优选的，所述二分法包括：
[001引令121111。'=0，121113义'=120，贝11
[0016] (1)
[0 017 ] T 3目LI t Z，^旧、'階壬W功率转带，进行直流单极再启动仿真。若系统稳定，贝U tZmax ' = tz ;否贝IJ，tZmin ' = tz。重复上述计算，直至I tZmax ' -tZmin ' I < e，其中e为最大允许误差， tZmin'即为最小功率转带时间。
[0018]优选的，所述步骤1-4包括：
[0019]令tz = tz+tzstep，其中t功功率转带时间，tzstep为增长步长，若tz>tzmax，卯惟法结 束。
[0020] 从上述的技术方案可W看出，本发明提供一种利用功率转带提高直流再启动系统 稳定性的方法，该方法利用直流健全极的功率转带能力，基于时域仿真法计算健全极的最 小功率转带时间，来提高直流再启动后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运 行。本发明可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
[0021] 与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有W下优异效果：
[0022] 1、本发明所提供的技术方案中，利用直流健全极的功率转带能力，基于时域仿真 法计算健全极的最小功率转带时间，来提高直流再启动后系统的稳定性，保障特高压交直 流电网安全稳定运行。
[0023] 2、本发明所提供的技术方案，可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供 技术支撑。
[0024] 3、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明的一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法的流程图；
[0027] 图2是本发明提供的实施例中电力系统示意图；
[0028] 图3是本发明提供的实施例中不考虑健全极功率转带直流再启动送端换流站近区 发电机功角曲线图；
[0029] 图4是本发明提供的实施例中考虑健全极功率转带直流再启动送端换流站近区发 电机功角曲线图。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 如图I所示，本发明提供了一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法， 方法包括：
[0032] 1-1.不考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真;若系统稳定，则无需利用 功率转带直流再启动后系统即可稳定，算法结束;否则，进行下一步；
[0033] 1-2.读取直流额定短时过负荷能力和持续时间，设定健全极功率转带后的最大功 率、功率转带时间的初值、增长步长和最大允许值；
[0034] 1-3.考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真；若系统稳定，则采用二分 法，计算最小功率转带时间，算法结束;否则，进行下一步；
[0035] 1-4.将功率转带时间增加一个步长，若超过最大允许值，则无法利用功率转带提 高直流再启动后的系统稳定性，算法结束;否则，进行下一步；
[0036] 1-5.考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真;若系统稳定，则当前功率转 带时间为最小功率转带时间，算法结束;否则，转向1-4。
[0037] 其中，所述步骤I-I包括：
[0038] 不考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真;若系统稳定，则算法结束；否 则，进行下一步。
[0039] 其中，所述步骤1-2包括：
[0040] 读取直流额定短时过负荷倍数化及持续时间Tdn。设定直流健全极功率转带后的最 大功率为I化，其中Pdn为直流额定功率。设直流故障极功率跌落持续时间为Tf，则功率 转带时间tz的初值tz〇 = TF，最大允许值为tZmax=TDN，增长步长tZstep取一个小的时间（如 O.ls)。
[0041 ] 其中，所述步骤1-3包括：
[0042] 考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真。若系统稳定，说明功率转带时间 可W缩短。
[0043] 令tZmin'=0，tZmax' =tz〇,则
[0044]
(I)
[0045] 对于当前tz，考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真。若系统稳定，贝U tZmax' = tz;否则，tZmin' = tz。重复上述计算，直至I tZmax'-tZmin' I <e，其中e为最大允许误差 (可取0.01S )，tZmin '即为最小功率转带时间。
[0046] 其中，所述步骤1-4包括：
[0047] 令tz = tz+tZstep，若tz > tZmax，则无法利用功率转带提高直流再启动后的系统稳定 性，算法结束;否则，进行下一步。
[004引其中，所述步骤1-5包括：
[0049] 考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真;若系统稳定，则当前功率转带时 间为最小功率转带时间，算法结束;否则，转向1-4。
[0050] 如图2所示，W-种电力系统为例。直流额定功率10000MW，送端换流站通过长链式 通道接入主网，与主网联系相对薄弱，直流再启动等动态过程对送端系统暂态稳定性影响 较大。初始方式下，直流功率为91OOMW。若直流单极再启动，则直流送端换流站近区电源相 对主网功角失稳，需要采取健全极功率转带措施提高系统稳定性。
[0051] 第一步，不考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真，直流送端换流站近区 电源相对主网功角失稳，曲线如图3所示。
[0052] 第二步，直流额定短时过负荷能力1.2倍，持续时间3s，则健全极功率转带后的最 大功率为6000MW;直流单极再启动故障极功率跌落时间0.5s，健全极功率转带时间初值 0.5s，增长步长0.1S，最大允许值3s。
[0053] 第S步，考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真，系统稳定。令tz"in'=0， tZmax ' = 0.5，采用二分法，可得最小功率转带时间为0.46s，算法结束。
[0054] W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对 本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可W对本发明的【具体实施方式】进 行修改或者等同替换，而运些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在 申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括： 1-1.直流单极再启动仿真确定系统的稳定性； 1-2.如系统不稳定，设定健全极功率转带后的参数； 1-3.根据步骤1-2所述参数，进行直流单极再启动仿真。2. 如权利要求1所述一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在 于，所述步骤1-3仿真后系统稳定，则采用二分法计算最小功率转带时间，算法结束。3. 如权利要求1所述一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在 于，所述步骤1-3仿真后系统不稳定，贝U 1-4.根据功率转带时间增加一个步长后是否超过最大允许值，进行直流单极再启动仿 真； 1-5.根据系统稳定性，确定结束算法或返回步骤1-4。4. 如权利要求1所述一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在 于，所述步骤1-2所述参数包括:健全极功率转带后的最大功率、功率转带时间tz的 初值tZ0 = TF、增长步长tZstep和最大允许值tZmax = TDN，其中化为直流额定短时过负荷倍数，时N 为直流额定功率，Tdn为持续时间。5. 如权利要求2所述一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在 于，所述二分法包括：对于当前tz，考虑健全极功率转带，进行直流单极再启动仿真。若系统稳定，则tz"ax' = tz ;否则，tZmin ' = tz。重复上述计算，直至I tZmax ' -tZmin ' I < e，其中ε为最大允许误差，tZmin '即 为最小功率转带时间。6. 如权利要求3所述一种利用功率转带提高直流再启动系统稳定性的方法，其特征在 于，所述步骤1-4包括： 令tz = tzWZstep，其中tz为功率转带时间，tZstep为增长步长，若tz>tZmax，贝算法结束。
【文档编号】H02J3/36GK105977959SQ201510849837
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年11月27日
【发明人】刘明松, 张健, 曾兵, 郭强, 屠竞哲, 林伟芳, 印永华
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司