直流送出电网超低频振荡抑制方法及系统与流程

本发明涉及电力系统稳定控制领域，涉及一种直流送出电网超低频振荡抑制方法及系统。

背景技术：

由于直流具有快速可控性，因此可在直流送出电网中利用此特性抑制超低频振荡。以水电占比较高的直流输电电网为例，由于水轮机的负阻尼作用突出易导致系统在某种故障(短路故障、直流功率提升等)下出现超低频振荡(振荡频率小于0.1hz)，此种振荡的振荡源难于一一辨识，振荡能量亦无法准确计算。

虽然直流频率限制控制器(以下简称flc)对超低频振荡有一定的抑制作用，但当超低频的振荡幅值小于flc的死区时，flc将不能发挥作用，无法抑制超低频振荡。

其次电网运行人员通过修改水轮机调速器参数可以抑制超低频振荡，但同时也牺牲了电网的调频能力。

针对相关技术中不能有效抑制直流送出孤立电网中的超低频振荡，并为充分利用直流系统的快速可控性，本发明提出一种有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种直流送出电网超低频振荡抑制方法及系统，以至少解决现有电网运行人员只能通过修改水轮机调速器参数牺牲电网调频能力的局限，同时克服当超低频振荡幅值小于直流flc的控制死区后flc无能为力的不足。

为实现上述发明目的，本发明具体采用以下技术方案：

一种直流送出电网超低频振荡抑制方法，其特征在于，所述超低频振荡抑制方法包括以下步骤：

步骤1：对采集的频率信号进行低通滤波，判断电网是否发生了超低频振荡；

步骤2：在电网发生超低频振荡后；根据频率偏差信号生成控制信号；

步骤3：根据所述控制信号调整直流输出功率增加系统正阻尼，以达到抑制超低频振荡的目的。

进一步优选，

在步骤1中，电网超低频振荡判断方法，还包括：

对采集频率信号进行低通滤波处理后计算与50hz的频率偏差，并求取频率偏差的导数，得到频率偏差和频率偏差导数信号；

根据频率偏差和频率偏差导数实时计算各自相邻极值点的时间差；

根据时间差及频率偏差幅值是否达到预设值判断超低频振荡是否发生。

若|δt1-δt2|≤1s且10s≤δt1+δt2≤50s且频率偏差振荡幅值大于0.05hz，则判断电网发生了超低频振荡；其中，δt1为频率偏差信号相邻两个极值点之间的时间间隔，δt2为频率偏差导数相邻两个极值点之间的时间间隔。

在步骤2中，当判断出电网发生超低频振荡之后，将频率偏差信号输入到超低频振荡抑制控制器中产生控制指令。

选择比例微分(proportiondifferentiation-pd)控制器作为超低频振荡抑制控制器；

分散控制时，把对应直流flc比例参数初步作为pd控制器的比例参数，把积分参数缩小至0.5倍后初步作为控制器的微分参数；集中控制时，把多条直流flc中最大的比例参数初步作为pd控制器的比例参数，把与比例参数配套的积分参数缩小至0.5倍后初步作为控制器的微分参数；之后进行离线仿真计算，根据仿真效果微调pd控制器参数，最后选出控制器的比例和微分控制参数。

在步骤3中，超低频振荡抑制控制器产生控制指令后，将控制指令输送到直流输电系统的阀控系统，通过改变触发角的大小调整直流的输出功率。

本发明还公开了一种采用前述超低频振荡抑制方法的直流送出电网超低频振荡抑制系统，包括gps对时装置、pmu、主站服务器、命令下发装置；其特征在于：

gps对时装置用于对同步向量采集单元(phasormeasurementunit-pmu)、主站服务器和命令下发装置对时；

pmu用于采集电网频率；

主站服务器与所述pmu连接，用于对所述频率信号进行低通滤波，然后根据频率信号生成频率偏差信号和频率偏差导数信号，并在判断出超低频振荡发生后，根据频率偏差信号生成控制信号；

命令下发装置用于将主站服务器生成的控制信号下发给直流阀控系统，调节直流输出功率，增加正阻尼抑制超低频振荡的目的。

现对于现有技术，本发明具有以下有益的技术效果：

充分利用直流的快速调节能力实现对超低频振荡的广域集中或分散控制，解决了直流flc和修改调速器参数对抑制超低频振荡的不足之处，控制方法简单、鲁棒性强。

附图说明

此处说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解决本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明直流送出电网超低频振荡抑制方法流程图；

图2是根据本发明的超低频振荡检测原理图；

图3是根据本发明的pd控制实施原理图；

图4是根据本发明的直流送出电网超低频振荡抑制系统(以集中控制方式为例)示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的计划方案进行清晰、完整到描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的集中控制实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种直流送出电网超低频振荡抑制方法实施例。

图1是根据本发明直流送出电网超低频振荡抑制方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤1，对采集的频率信号进行低通滤波，判断电网发生的振荡是否满足预设的超低频振荡判据。

在本实施例中，图2是超低频振荡检测的原理图，在步骤1中电网频率经过低通滤波后与50hz相减得到频率偏差，并求取频率偏差导数信号；检测频率偏差信号相邻两个极值点的时刻，计算之间的时间间隔，设为δt1；检测频率偏差导数相邻两个极值点的时刻，计算之间的时间间隔，设为δt2；若|δt1-δt2|≤1s且10s≤δt1+δt2≤50s且频率偏差振荡幅值大于0.05hz，则判断系统发生了超低频振荡；

步骤2，根据频率偏差信号生成控制信号。

图3是pd控制器的实施原理图，具体地，判断出超低频振荡发生后，pd控制器投入，输入频率偏差信号，经过pd控制器计算后得到控制信号——参考电流指令标幺值。

步骤3，根据控制信号调整直流输送功率。

具体地，集中控制方式下，多个命令下发装置将同一个主站服务器生成的控制信号下发到对应的直流控制系统的阀控系统，直流阀控系统接收到控制指令后，通过调节触发角的大小调整直流输送功率。

根据本实施例，还提供了一种直流送出电网超低频振荡抑制系统，如附图4所示，该直流送出电网超低频振荡抑制系统至少包括本发明实施例上述内容所提供的直流送出电网超低频振荡抑制方法，以下对本实施例所提供的直流送出电网超低频振荡抑制系统做具体的介绍。

gps对时装置，用于pmu、主站服务器和执行单元对时；

pmu，用于采集电网频率；

主站服务器，与所述pmu连接，用于根据所述频率信号生成频率偏差信号，并在超低频振荡发生后，根据频率偏差信号生成控制信号；

命令下发行单元，用于将主站服务器生成的控制信号发送给直流的阀控系统，阀控系统通过调整触发角的改变直流输出功率，增加正阻尼达到抑制超低频振荡的目的。

申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。