一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法和系统与流程

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法和系统。

背景技术：

随着特高压直流的快速发展，为实现我国资源的大范围优化配置发挥了重要作用。但在特高压电网建设过渡期，电网“强直弱交”特性明显，系统安全运行面临较大风险。在多直流密集馈入新格局下，接受外来电力依赖程度不断提高，随着经济发展进入新常态，在负荷增长缓慢的背景下，特高压直流受端电网本地机组大量关停，系统动态无功储备大幅降低，电网常规的交流故障往往导致多回直流同时换相失败，严重情况下甚至可能造成多回直流同时闭锁，这些因素导致电压不稳定或电压崩溃引起的局部失负荷或大面积停电事故呈现增长的趋势。

为了提高电网的动态无功储备，增强电网的电压稳定特性，预防或避免多回直流同时换相失败、闭锁的情况发生，我国在特高压直流受端电网大量建设同步调相机。调相机正常运行时根据机端电压的变化来调整自身的无功输出，可有效提高系统的动态无功储备。大量的仿真分析表明，调相机投运后，可大幅降低多直流馈入受端电网直流换相失败概率，然而仅依靠调相机的自发响应，在严重故障后仍无法避免多直流连续换相失败，调相机的动态无功支撑能力得不到充分利用，需要对调相机参与电网控制的运行方式进行探索。

技术实现要素：

本发明目的是：为了降低直流连续换相失败的概率，避免直流因连续换相失败而闭锁、危害电网安全稳定运行，提出一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法和系统。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法，包括以下步骤：

1)利用电网控制系统中的子站作为直流换相失败信息子站，接收直流控制保护系统发出的直流换相失败信息，当直流发生换相失败时，由直流换相失败信息子站将直流换相失败信息发送到电网控制系统的紧急控制主站；

2)紧急控制主站接收直流换相失败信息后，获取发生换相失败的直流逆变站母线电压以及电网内所有调相机运行信息；

3)紧急控制主站根据直流换相失败信息和直流逆变站母线电压信息，并综合调相机运行信息，从控制策略表匹配合适的紧急控制措施，发送给调相机控制执行站；

4)调相机控制执行站向调相机励磁系统发送修改励磁参考电压指令及持续时间指令，当持续时间结束后或触发励磁系统过励保护限制时，将励磁参考电压恢复为初始值，完成调相机紧急控制。

上述技术方案的进一步特征在于，所述调相机运行信息，包括调相机的投运及停运信息和调相机是否处于强励后的退热期。

上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)中控制策略表根据离线时域仿真计算或在线时域仿真计算制定，控制策略表信息应包括在每个配置换相失败紧急控制的直流发生换相失败情况下当直流逆变站母线电压为不同值时对应的紧急调整配置直流换相失败紧急控制的调相机的励磁系统参考电压目标值及持续时间。

上述技术方案的进一步特征在于，所述离线时域仿真计算，基于电网负荷高峰且所有直流满功率运行典型方式开展，制定固定的离线控制策略表；所述在线时域仿真计算，根据电网实时运行方式，进行滚动计算，并根据仿真计算结果实时刷新形成在线控制策略表；当不具备在线计算功能或在线时域仿真计算功能不可用时，利用离线时域仿真获得的控制策略表执行控制策略；当存在实时刷新的在线策略表时，按在线策略表执行控制策略。

相应的，本发明还提供一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制系统，其特征在于，包括包括紧急控制主站、直流换相失败信息子站以及调相机控制执行站，其中，

所述紧急控制主站用于接收直流换相失败信息子站发送的直流换相失败信息，获取各直流换流站母线电压信息、各调相机运行信息，根据控制策略表向对应的调相机控制执行站下发修改调相机励磁参考电压指令及持续时间指令；

所述直流换相失败信息子站用于接收直流控制保护系统发出的直流换相失败信息，并将该信息发送给紧急控制主站；

所述调相机控制执行站用于获取各调相机运行信息，并将该信息上送给紧急控制主站，接收紧急控制主站下发的修改调相机励磁参考电压指令及持续时间指令，并将该信息发送给调相机励磁控制系统，执行调相机紧急控制。

本发明的有益效果如下：本发明在检测到直流发生换相失败故障后，有直流换相失败信息子站将告警信息发送给紧急控制主站，紧急控制主站获取发生换相失败的直流逆变站母线电压信息及网内所有调相机运行信息；紧急控制主站从控制策略表匹配合适的紧急控制措施，发送给调相机控制执行站；调相机控制执行站向调相机励磁系统发送修改励磁参考电压指令及持续时间指令，完成调相机紧急控制。本发明利用调相机参与电网紧急控制，可有效降低多直流馈入受端电网直流连续换相失败概率，预防直流因多次换相失败发生闭锁故障，有利于防御多直流闭锁导致的大面积停电。

附图说明

图1为本发明一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法的流程图。

图2为本发明一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提出了一种抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制方法和系统。本实施例利用了动态分区技术。所谓抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制是指电网扰动导致直流发生换相失败故障后，利用调相机紧急强励在直流换流站近区提供无功支撑，降低直流后续发生换相失败的概率，避免直流因连续换相失败而闭锁，给电网造成大功率损失。

本实施例的抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制系统框图如图2所示，包括紧急控制主站、直流换相失败信息子站以及调相机控制执行站。

直流换相失败信息子站的作用是接收直流控制保护系统发出的直流换相失败信息，并将该信息发送给紧急控制主站。可利用电网控制系统中的子站作为直流换相失败信息子站。在电网发生直流换相失败故障时，直流换相失败信息子站可以通过基于光纤的高速数字通信网络发送直流换相失败告警信息给电网控制系统中的紧急控制主站。其中，所述高速数字通信网络的传输能力应当不小于1mbps，以使得所述直流换相失败告警信息能够快速且稳定地发送至紧急控制主站。

电网控制系统中的紧急控制主站，其作用是接收直流换相失败信息子站发送的直流换相失败信息，获取各直流换流站母线电压信息、各调相机运行信息，根据控制策略表向对应的调相机控制执行站下发修改调相机励磁参考电压指令及持续时间指令。

直流换流站母线电压信息由wams(wideareameasurementsystem，广域监测系统)系统获取。紧急控制主站与主网调控中心wams系统采用同一对时源，以方便辨识所述换流站母线电压的采集时刻。

控制策略表可可根据离线或在线时域仿真计算制定，控制策略表信息应包括在每个配置换相失败紧急控制的直流发生换相失败情况下当直流逆变站母线电压为不同值时对应的紧急调整配置直流换相失败紧急控制的调相机的励磁系统参考电压目标值及持续时间。离线时域仿真计算通常基于电网负荷高峰且所有直流满功率运行典型方式开展，制定固定的离线控制策略表；在线时域仿真计算则根据电网实时运行方式，利用调控中心的在线辅助决策系统，进行滚动计算，并根据仿真计算结果实时刷新形成在线控制策略表。当不具备在线计算功能或在线时域仿真计算功能不可用时，利用离线时域仿真获得的控制策略表执行控制策略。当存在实时刷新的在线策略表时，按在线策略表执行控制策略。

调相机运行信息包括调相机的投运、停运信息，调相机是否处于强励后的退热期，由调相机控制执行站通过基于光纤的高速数字通信网络发送直流换相失败告警信息给紧急控制主站。其中，所述高速数字通信网络的传输能力应当不小于1mbps，以使得所述调相机运行信息能够快速且稳定地发送至紧急控制主站。

调相机控制执行站用于获取各调相机运行信息，并将该信息上送给紧急控制主站，并通过基于光纤的高速数字通信网络接收紧急控制主站下发的修改调相机励磁参考电压指令及持续时间指令，将该信息发送给调相机励磁控制系统，执行调相机紧急控制。其中，所述高速数字通信网络的传输能力应当不小于1mbps，以使得所述调相机运行信息能够快速且稳定地发送至紧急控制主站。

本实施例的实施过程如图1所示，即直流换相失败信息子站发送直流换相失败信息到紧急控制主站；紧急控制主站获取发生换相失败的直流逆变站母线电压信息及网内所有调相机运行信息；紧急控制主站从控制策略表匹配合适的紧急控制措施，发送给调相机控制执行站；调相机控制执行站向调相机励磁系统发送修改励磁参考电压指令及持续时间指令，完成调相机紧急控制。下面对本实施例的具体过程做进一步详细描述。

图1中步骤1描述的是在直流发生换相失败时，由直流换相失败信息子站从直流控制保护系统接收直流换相失败信息，并将其发送到紧急控制主站。

图1中步骤2描述的是紧急控制主站接收上述换相失败信息后，获取发生换相失败的直流逆变站母线电压，获取电网内所有调相机运行信息，其中，处于停运中的调相机不具备强励能力，处于退热期的调相机不具备强励能力；直流逆变站母线电压信息可通过电网中的wams(wideareameasurementsystem，广域监测系统)系统获取。

图1中步骤3描述的是紧急控制主站根据直流换相失败信息和直流逆变站母线电压信息，并综合调相机运行信息，从控制策略表匹配合适的紧急控制措施，发送给调相机控制执行站。

图1中步骤4描述的是由调相机控制执行站向调相机励磁系统发送修改励磁参考电压指令及持续时间指令，当持续时间结束后或触发励磁系统过励保护限制时，将励磁参考电压恢复为初始值，完成调相机紧急控制，结束本方法。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。