一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法
【专利摘要】本发明提供一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，包括以下步骤：确定电网运行方式；确定直流功率波动闭锁控制动作频率定值；进行直流功率波动闭锁控制。本发明提供的弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，在直流功率发生波动、弱受端电网频率下降至极限频率后双极闭锁直流系统，确保安控正确动作后第三道防线低周减载装置不动作，避免受端电网长时间承担较大功率缺额而不采取任何措施导致的电网频率崩溃，保证受端系统稳定运行；同时通过设置启动判据、动作判据和退出判据，实现了直流功率波动期间的全过程监控并避免了误动作。
【专利说明】—种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制方法，具体讲涉及一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法。
【背景技术】
[0002]直流输电系统主要应用于高压直流输电控制保护领域。为长距离高压直流输电工程、背靠背联网工程，特高压直流输电工程等提供成套控制保护设备和技术，DPS - 2000控制保护系统采用分层分布式冗余设计，包括运行人员控制层、控制保护层和现场控制层。运行人员控制系统采用UNIX服务器和Windows工作站的跨平台技术，以及双LAN网总线型拓扑结构和防火墙设计。
[0003]直流输电系统具有稳定、安全可靠、组态灵活、界面友好、操作维护方便等优点。装置层采用嵌入式多处理器工业控制计算机系统构成控制平台，采用DSP (数字信号处理器)构成的继电保护装置实现保护功能。极控制系统、交直流站控系统采用双重化冗余设计、直流保护采用三取二设计、交流保护采用完全双重化设计。任意一重设备因故障、检修、或其它原因而完全退出时，不影响其它各重设备，并对整个系统的正常运行没有影响。
[0004]随着直流输电系统电压等级日益提高、输电容量不断增大、应用日趋广泛，对电网稳定运行的影响也越来越大。直流输电在遭受扰动后，往往会出现输送功率波动，并持续一段时间后才能恢复；通常来说，直流功率波动不作为故障处理，即直流系统不发闭锁信号，相应的切负荷安控也不动作，由受端电网承担功率缺额。对于通过直流大比例受电的弱受端电网而言，长时间承担较大功率缺额而不采取任何措施，可能导致受端电网频率崩溃。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，在直流功率发生波动、弱受端电网频率下降至极限频率后双极闭锁直流系统，确保安控正确动作后第三道防线低周减载装置不动作，避免受端电网长时间承担较大功率缺额而不采取任何措施导致的电网频率崩溃，保证受端系统稳定运行；同时通过设置启动判据、动作判据和退出判据，实现了直流功率波动期间的全过程监控并避免了误动作。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，所述控制方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:确定电网运行方式；
[0009]步骤2:确定直流功率波动闭锁控制动作频率定值；
[0010]步骤3:进行直流功率波动闭锁控制。
[0011]所述步骤I中，电网运行方式包括负荷、开机出力和直流功率。
[0012]所述步骤2包括以下步骤:
[0013]步骤2-1:仿真直流功率发生波动，持续时间t，弱受端电网频率下降至频率f后，双极闭锁直流，安全控制切负荷正确动作，初始状态下t=0，之后进入步骤2-2 ；
[0014]步骤2-2:判断安全控制切负荷正确动作后弱受端电网最低频率是否达到低周减载动作定值，若是转入步骤2-3 ;否则增加直流功率波动持续时间，t=t+0.5s，之后返回步骤 2-1 ；
[0015]步骤2-3:将频率f确定为直流功率波动闭锁控制动作频率定值。
[0016]所述步骤3包括以下步骤:
[0017]步骤3-1:直流功率发生波动，判断直流功率是否满足条件I dP/dt I >aMW/s且dP/dt〈0，若是转入步骤3-2，否则退出直流功率波动闭锁控制；其中，dP/dt为直流功率波动速度，a为扰动后直流功率波动速率门槛值；
[0018]步骤3-2:判断弱受端电网频率是否达到直流功率闭锁控制动作频率定值f，若是转入步骤3-3，否则转入步骤3-5 ；
[0019]步骤3-3:判断直流功率是否满足dP/dt>0，若是返回步骤3-2，否则转入步骤3-4 ；
[0020]步骤3-4:直流双极闭锁，安控切负荷动作；
[0021]步骤3-5:判断是否满足弱受端电网频率恢复、直流功率是否满足dP/dt=0以及直流功率是否恢复至故障前水平，若均为是则退出直流功率波动闭锁控制，否则转入步骤3-2。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0023]本发明提供的弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，在直流功率发生波动、弱受端电网频率下降至极限频率后双极闭锁直流系统，确保安控正确动作后第三道防线低周减载装置不动作，避免受端电网长时间承担较大功率缺额而不采取任何措施导致的电网频率崩溃，保证受端系统稳定运行；同时通过设置启动判据、动作判据和退出判据，实现了直流功率波动期间的全过程监控并避免了误动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0026]如图1，本发明提供一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，所述控制方法包括以下步骤:
[0027]步骤1:确定电网运行方式；
[0028]步骤2:确定直流功率波动闭锁控制动作频率定值；
[0029]步骤3:进行直流功率波动闭锁控制。
[0030]所述步骤I中，电网运行方式包括负荷、开机出力和直流功率。
[0031]所述步骤2包括以下步骤:
[0032]步骤2-1:仿真直流功率发生波动，持续时间t，弱受端电网频率下降至频率f后，双极闭锁直流，安全控制切负荷正确动作，初始状态下t=0，之后进入步骤2-2 ；
[0033]步骤2-2:判断安全控制切负荷正确动作后弱受端电网最低频率是否达到低周减载动作定值，若是转入步骤2-3 ;否则增加直流功率波动持续时间，t=t+0.5s，之后返回步骤 2-1 ；
[0034]步骤2-3:将频率f确定为直流功率波动闭锁控制动作频率定值。
[0035]所述步骤3包括以下步骤:
[0036]步骤3-1:直流功率发生波动，判断直流功率是否满足条件I dP/dt I >aMW/s且dP/dt〈0，若是转入步骤3-2，否则退出直流功率波动闭锁控制；其中，dP/dt为直流功率波动速度，a为扰动后直流功率波动速率门槛值；
[0037]步骤3-2:判断弱受端电网频率是否达到直流功率闭锁控制动作频率定值f，若是转入步骤3-3，否则转入步骤3-5 ；
[0038]步骤3-3:判断直流功率是否满足dP/dt>0，若是返回步骤3-2，否则转入步骤3-4 ；
[0039]步骤3-4:直流双极闭锁，安控切负荷动作；
[0040]步骤3-5:依据《电力系统计算导则》与《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》、《电网稳定运行规定》判断是否满足弱受端电网频率恢复、直流功率是否满足dP/dt=0以及直流功率是否恢复至故障前水平，若均为是则退出直流功率波动闭锁控制，否则转入步骤3-2。
[0041]通过以下实施例对一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法作进一步说明。
[0042](I).某电网，全网负荷500MW，通过直流受电200MW，占全网负荷的40%，全网开机总容量350MW。
[0043](2).仿真计算直流发生功率波动，持续时间t=0s，之后直流双极闭锁，安控正确动作，最低频率49.4Hz。
[0044](3).根据电网运行规定，该电网低周减载动作定值为49Hz，最低频率尚未达到该定值。
[0045](4).增加直流波动持续时间为t=0+0.5=0.5s,重新进行仿真计算。
[0046](5).经过多次迭代，t=2s时安控正确动作后电网最低频率达到49Hz，该工况双极闭锁时刻系统频率f=49.6Hz。
[0047](6).确定直流功率波动闭锁控制动作频率定值f=49.6Hz。
[0048](7).直流送端故障，潮流转移引起电压跌落导致直流功率波动，经判断直流功率满足 I dP/dt I >lMW/s 且 dP/dt〈0。
[0049](8).经判断，系统频率未降至49.6Hz。
[0050](9).经判断，直流功率dP/dt〈0，无法同时满足系统频率恢复且直流功率满足dP/dt=0且直流功率恢复判据。
[0051](10).返回⑶重新判断，系统频率已达到49.6Hz。
[0052](11).判断直流功率不满足dP/dt>0
[0053](12).直流双极闭锁，安控正确动作，低周减载不动作，系统保持稳定运行。
[0054]最后应当说明的是:以上实施例仅用以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应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，其特征在于:所述控制方法包括以下步骤: 步骤1:确定电网运行方式； 步骤2:确定直流功率波动闭锁控制动作频率定值； 步骤3:进行直流功率波动闭锁控制。
2.根据权利要求1所述的弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，其特征在于:所述步骤I中，电网运行方式包括负荷、开机出力和直流功率。
3.根据权利要求1所述的弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，其特征在于:所述步骤2包括以下步骤: 步骤2-1:仿真直流功率发生波动，持续时间t，弱受端电网频率下降至频率f后，双极闭锁直流，安全控制切负荷正确动作，初始状态下t=0，之后进入步骤2-2 ； 步骤2-2:判断安全控制切负荷正确动作后弱受端电网最低频率是否达到低周减载动作定值，若是转入步骤2-3 ;否则增加直流功率波动持续时间，t=t+0.5s，之后返回步骤2-1 ； 步骤2-3:将频率f确定为直流功率波动闭锁控制动作频率定值。
4.根据权利要求1所述的弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法，其特征在于:所述步骤3包括以下步骤: 步骤3-1:直流功率发生波动，判断直流功率是否满足条件|dP/dt|>aMW/s且dP/dt〈0，若是转入步骤3-2，否则退出直流功率波动闭锁控制；其中，dP/dt为直流功率波动速度，a为扰动后直流功率波动速率门槛值； 步骤3-2:判断弱受端电网频率是否达到直流功率波动闭锁控制动作频率定值f，若是转入步骤3-3，否则转入步骤3-5 ； 步骤3-3:判断直流功率是否满足dP/dt>0，若是返回步骤3-2，否则转入步骤3-4 ； 步骤3-4:直流双极闭锁，安控切负荷动作； 步骤3-5:判断是否满足弱受端电网频率恢复、直流功率是否满足dP/dt=0以及直流功率是否恢复至故障前水平，若均为是则退出直流功率波动闭锁控制，否则转入步骤3-2。
【文档编号】H02J1/00GK103812100SQ201410022369
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】罗煦之, 罗建裕, 王安斯, 李海峰, 李汇群, 张健, 刘明松 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司