一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法
【专利摘要】本发明公开了一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，属于电力系统及其自动化【技术领域】。本发明求取不同直流线路对改善暂态功角稳定性的贡献度、满足电压安全约束的直流线路最大电压可控量以及各直流线路的支援量综合贡献指标，然后确定功率支援量分配模式、进行各直流线路功率支援量分配。本发明可用于多直流系统解决直流紧急功率支援的优先次序的确定及支援量的分配问题，有益于充分利用直流系统的可控特点，改善系统的暂态稳定性，避免切机或者减少切机量，提高电力系统运行的经济性和安全性。
【专利说明】一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统及其自动化【技术领域】，更准确地说本发明涉及一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法。
【背景技术】
[0002]由于我国能源分布和负荷发展在地域上的不平衡，决定了我国电网实施的战略是“西电东送、南北互供、全国联网”。直流输电技术因其经济、灵活、可控等优点在远距离输电和大型互联电网中扮演着越来越重要的角色。预计到2020年，全国投运的直流输电线路将超过20条。随着直流输电系统的快速发展，电网多直流互联已成发展趋势，电力系统从单直流送出发展到多直流送出。目前，我国华中电网与华东电网经多条直流互联，已形成多送出直流输电系统。
[0003]直流系统具有快速可控的特点，且控制代价小、安全可靠。通过直流系统的可控特点可以有效的改善系统的动态稳定性，特别在系统受到扰动后的暂态过程中可以利用直流系统的紧急功率支援来提高系统的暂态功角稳定性，相应的也能改善由于功率失衡弓I起的电压波动和低电压持续时间过长的现象，从而避免切机或者减少切机量。因此，在多直流送出系统中，对进行直流功率支援对提高电力系统的暂态安全稳定具有重要意义和经济价值。
[0004]专利“电力系统暂态安全稳定模式中元件参与因子识别方法(ZLCN200910026801.4)”依据扩展等面积准则(EEAC)给出的暂态功角、电压和频率稳定量化信息，给出了发电机和母线的参与因子计算方法，电力系统运行方式调整、输电极限计算和控制决策优化等提供更为具体的量化分析与决策支持。但是该方法中没有涉及对直流线路的处理。
[0005]专利申请“一种基于直流功率紧急控制的交直流协调控制方法(CN201210088791.9)”，给出了三种基于交直流协调控制原则:基于优先级分配原则的交直流协调控制，基于均匀分配原则的交直流协调控制，或基于功率负载率相等原则的交直流协调控制，并分别给出了不同原则下各直流线路控制量分配方法。但是该方法中不同直流线路的优先级为事先指定，没有具体的优先级计算方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是:为了克服上述现有技术的不足，给出一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法。该方法建立了直流控制与系统暂态稳定性间的联系，提出综合考虑直流控制灵敏度和控制空间的综合贡献指标，提高了直流紧急控制的精细化水平。该方法可用于多直流系统解决直流紧急功率支援的优先次序及支援量分配问题，为电力系统运行方式调整和控制决策优化等提供更为具体的量化分析与决策支持，充分利用直流系统的可控特点，改善系统的动态稳定性，避免切机或者减少切机量，提高电力系统运行的经济性和安全性。[0007]具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤:
[0008]I)求取不同直流线路对改善暂态功角稳定性的贡献度；
[0009]2)求取满足电压安全约束的直流线路最大电压可控量；
[0010]3)求取各直流线路的支援量综合贡献指标；
[0011]4)确定功率支援量分配模式；
[0012]5)进行各直流线路功率支援量分配。
[0013]上述技术方案的进一步特征在于:所述步骤I)具体包括以下步骤:
[0014]1-1)根据系统时域仿真轨迹，依据扩展等面积准则给出的暂态功角稳定量化信息，基于每台发电机的加速动能之间的比例关系，按公式(I)识别暂态功角稳定临界模式中各发电机的参与因子:
[0015]
【权利要求】
1.一种多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)求取不同直流线路对改善暂态功角稳定性的贡献度； 2)求取满足电压安全约束的直流线路最大电压可控量； 3)求取各直流线路的支援量综合贡献指标； 4)确定功率支援量分配模式； 5)进行各直流线路功率支援量分配。
2.根据权利要求1所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步骤I)具体包括以下步骤: 1-1)根据系统时域仿真轨迹，依据扩展等面积准则给出的暂态功角稳定量化信息，基于每台发电机的加速动能之间的比例关系，按公式(I)识别暂态功角稳定临界模式中各发电机的参与因子:
3.根据权利要求2所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤: 2-1)求取各直流线路满足设计标准的最大可控量:令P= {P (I)，...，P (j)，...，P (η)}为直流系统中各直流线路的初始输电功率，Pmax = (Pmax(I),...，Pmax(J),...，Pmax(η)}为直流系统设计手册中给出的各直流线路的长期运行最大输电功率，则第j条直流线路满足设计标准的最大控制量为APmax，B(j) = Pmax (j)-P (j); 2-2)采用摄动法改变各直流线路的输电功率，通过潮流分析并按公式(5)、(6)计算各直流线路功率调整量对其整流侧和逆变侧的交流母线电压幅值的灵敏度系数；
4.根据权利要求3所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤: 3-1)按公式(10)求取各直流线路的暂态贡献度系数，其中Cj为第j条直流线路的暂态贡献度系数:
5.根据权利要求4所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述步骤4)中，比较系统需求的总功率控制量与各直流线路最大实际可控量的大小，若系统需求的总功率控制量大于或等于各直流线路最大实际可控量之和，则确定功率支援量分配模式为最大支援量模式，否则确定功率支援量分配模式为最小控制风险模式。
6.根据权利要求5所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述最大支援量模式是指各直流线路按照各自的最大实际可控量提供支援量，即第j条直流线路的功率支援量AP(j) = Λ Pmax (j)。
7.根据权利要求5所述的多直流系统中不同直流线路功率支援量分配方法，其特征在于，所述最小控制风险原则是指按照各直流线路的支援量综合贡献指标从大到小顺序安排支援直流线路，每条实际参与支援 的直流线路的支援量为该直流线路的最大实际可控量，直到满足系统需求的总功率控制量，从而使得实际参与支援的直流线路数量尽量少。
【文档编号】H02J1/00GK103683267SQ201310520744
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】宋晓芳, 方勇杰, 崔晓丹, 任先成, 杨卫东, 薛禹胜 申请人:南京南瑞集团公司, 国网四川省电力公司