本发明涉及电力控制领域，并且更具体地，涉及一种控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法和系统。
背景技术：
截止2016年，我国已形成大容量特高压直流跨区域送电格局，在大容量多直流送出情况下，交直流之间和落点相近地区直流系统之间的相互作用，无论对送端还是受端系统的安全稳定运行造成巨大影响。随着特高压直流输电工程的满功率运行，交直流系统耦合进一步加强，电网“强直弱交”特性益发凸显，直流特性对于系统稳定性起到决定性作用。由于直流输电功率大，一旦直流发生换相失败，直流功率会大幅跌落甚至跌落至零，严重情况下直流连续换相失败导致直流功率长时间大幅跌落会导致送端系统稳定破坏；特高压直流再启动过程中，由于直流功率出现较长时间的低功率或零功率运行，送端电网会出现大量的功率盈余，将直接转移到交流断面，对交流电网同样造成巨大冲击，可能导致系统稳定破坏。但是，针对电力系统安全稳定导则，对短时的直流功率凹陷不会采取安全稳定控制措施，即使采取有效的切机控制措施，也会导致永久性的功率损失或直流闭锁，造成的代价比较大。
综上所述，针对直流短时的功率凹陷问题，提出即经济又高效的控制措施势在必行。
技术实现要素：
为了解决背景技术存在的现有技术中针对直流短时功率凹陷问题，缺乏既经济又高效的的控制措施的技术问题，本发明提供控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法，所述方法包括：
检测特高压直流输电系统的直流功率值，当直流功率由初始值p0变化到值p1时，基于所述当前值和初始值计算直流功率的功率变化量δp＝p0-p1；
在所述功率变化量δp大于或等于设定值plmin的持续时间大于或等于设定时间ts时，促使电力电子开关根据断开指令断开交流线路，且所断开的交流线路的直流功率等于所述功率变化量δp；
当直流功率从所述值p1恢复为初始值p0时，促使电力电子开关根据闭合指令闭合交流线路，且所述闭合的交流线路的直流功率等于功率变化量δp。
进一步地，所述方法在检测特高压直流输电系统的直流功率值之前还包括在与特高压直流输电系统所连接的送受端交流同步电网的送端交流线路上串接电力电子开关。
进一步地，所述方法还包括在检测到直流功率值发生变化时，对变化的直流功率值进行延时确认。
进一步地，所述电力电子开关断开或者闭合的交流线路至少一条。
进一步地，所述电力电子开关根据安全稳定控制装置或者送端换流站的直流极控系统向电力电子开关发送断开或者闭合的指令。
进一步地，所述功率设定值plmin是在不同电网运行方式下，根据仿真计算确定的电网所能承受的极限功率值范围中的最小值。
进一步地，所述设定时间ts是根据在运行特高压直流系统时发生的功率凹陷的实际持续时间并结合仿真分析确定的时间值。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统，所述系统包括：
测量单元，其用于检测特高压直流输电工程的直流功率值并传输至控制单元；
控制单元，其用于当直流功率值由初始值p0变化到运行值p1时，计算直流功率的功率变化量δp＝p0-p1，在功率变化量δp大于等于设定值的持续时间大于或等于设定时间时，向电力电子开关发送断开指令，当直流功率值恢复为初始值p0时，向电力电子开关发送闭合指令；
电力电子开关，其用于根据控制单元发出的断开或者闭合指令，断开或者闭合交流线路。
进一步地，所述系统还包括计时单元，其用于当控制单元检测到直流功率值发生变化时，对变化的直流功率值进行延时确认。
进一步地，所述电力电子开关连接的交流线路至少一条。
进一步地，所述控制单元是安全稳定控制装置或者送端换流站的直流极控系统。
进一步地，所述功率设定值plmin是在不同电网运行方式下，根据仿真计算确定的电网所能承受的极限功率值范围中的最小值。
进一步地，所述设定时间ts是根据在运行特高压直流系统时发生的功率凹陷的实际持续时间并结合仿真分析确定的时间值。
本发明所提供的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法和系统，通过检测直流功率值的变化，使直流功率凹陷在下降时通过电力电子开关快速切除发电功率，当直流功率凹陷在上升回复时通过电力电子开关迅速闭合交流线路，快速投入发电功率，从而有效避免了发电功率的永久损失或直流闭锁，为高压交流电网提供了一种解决直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法和系统。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明优选实施方式中所涉及的跨区交直流联网系统的结构示意图；
图2是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法的流程图；
图3是本发明优选实施方式的直流功率凹陷发生时电子电力开关开合的示意图；
图4是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统的结构图；
图5是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统的原理图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1是本发明优选实施方式中所涉及的跨区交直流联网系统的结构示意图。如图1所示，区域1和区域2通过1000kv交流断面联网，区域1向区域2送电；区域1和区域3通过特高压直流输电工程联网，区域1向区域3送电；区域1和区域4通过特高压直流输电工程联网，区域4向区域1送电；区域4和区域3通过特高压直流输电工程联网，区域4向区域3送电；区域4和区域2通过特高压直流输电工程联网，区域4向区域2送电；区域1和区域2构成交流同步电网。该系统中区域4为特高压直流送端系统，区域2和区域3为特高压直流受端系统，区域1和区域2构成的交流同步电网既是直流送端系统也是直流受端系统。当特高压直流发生短时功率凹陷时均会导致区域1和区域2构成的同步交流系统或区域4交流系统稳定破坏。
在实践中，所述跨区交直流联网系统中的特高压直流输电系统可以是单回的，也可以是多回的。
图2是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法的流程图。如图2所示，本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的方法200从步骤201开始。
在步骤201，在与特高压直流输电系统所连接的送受端交流同步电网的送端交流线路上串接电力电子开关。
在步骤202，检测特高压直流输电系统的直流功率值，当直流功率由初始值p0变化到值p1时，对所述值p1进行延时确认，基于所述当前值和初始值计算直流功率的功率变化量δp＝p0-p1；
在步骤203，在所述功率变化量δp大于或等于设定值plmin的持续时间大于或等于设定时间ts时，促使电力电子开关根据断开指令断开交流线路，且所断开的交流线路的直流功率等于所述功率变化量δp；
在步骤204，当直流功率从所述值p1恢复为初始值p0时，对所述恢复的初始值进行延时确认，并促使电力电子开关根据闭合指令闭合交流线路，且所述闭合的交流线路的直流功率等于功率变化量δp。
图3是本发明优选实施方式的直流功率凹陷发生时电子电力开关开合的示意图。如图3所示，开关信号1表示电力电子开关闭合，0表示电力电子开关断开。所述特高压直流输电系统的功率初始值是p0，当特高压直流输电系统发生功率凹陷时，令时间t＝0，则直流功率从初始值p0变化到p1，所述发生直流功率凹陷的原因可能是换相失败、直流线路故障等多种原因，延时(t1-0)时间后，在t＝t1时刻检测并确认直流发生功率凹陷，直流功率的功率变化量δp＝p0-p1。
当所述功率变化量δp＞＞plmin的持续时间大于或等于设定时间ts时，由直流极控系统或安全稳定控制装置向串联在交流线路上的电力电子开关发送断开指令，电力电子开关在t2时刻断开，其状态从1变为0，所述断开线路的交流线路可以是多条，且所有线路的功率之和等于δp。其中，所述功率设定值plmin是在不同电网运行方式下，根据仿真计算确定的电网所能承受的极限功率值范围中的最小值。所述设定时间ts是根据在运行特高压直流系统时发生的功率凹陷的实际持续时间并结合仿真分析确定的时间值，ts的优选值在20至100毫秒之间。在本步骤中，所述ts＝t2-t1。
当直流功率在t＝t3时从p1恢复到p0时，延时(t4-t3)时间后，由直流极控系统或安全稳定控制装置向串联在交流线路上的电力电子开关发送闭合指令，电力电子开关在t4时刻断开，其状态从0变为1，闭合线路可以是多条，且所有线路的功率之和等于δp。
在本优选实施例中，所述方法可以实现交流支路的毫秒级快速投切，电力电子开关的操作时间可达到1ms。
图4是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统的结构图。如图4所示，本发明优选实施方式所述的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统400包括：
测量单元401，其用于检测特高压直流输电工程的直流功率值并传输至控制单元；
控制单元402，其用于当直流功率值由初始值p0变化到运行值p1时，计算直流功率的功率变化量δp＝p0-p1，在功率变化量δp大于等于设定值的持续时间大于或等于设定时间时，向电力电子开关发送断开指令，当直流功率值恢复为初始值p0时，向电力电子开关发送闭合指令；
电力电子开关403，其用于根据控制单元发出的断开或者闭合指令，断开或者闭合交流线路。在本优选实施例中，所述电力电子开关可实现交流支路的毫秒级快速投切，电力电子开关的操作时间可达到1ms。
计时单元404，其用于当控制单元检测到直流功率值发生变化时，对变化的直流功率值进行延时确认。
优选地，所述电力电子开关连接的交流线路至少一条。
优选地，所述控制单元是安全稳定控制装置或者送端换流站的直流极控系统。所述检测直流功率变化、计算功率变化量以及向电力电子开关发送断开或闭合指令均可由两者中的任意一个完成。
优选地，所述功率设定值plmin是在不同电网运行方式下，根据仿真计算确定的电网所能承受的极限功率值范围中的最小值。
优选地，所述设定时间ts是根据在运行特高压直流系统时发生的功率凹陷的实际持续时间并结合仿真分析确定的时间值，ts的优选值在20至100毫秒之间。
图5是本发明优选实施方式的控制直流功率凹陷对送端电网的冲击的系统的原理图。如图5所示，在特高压直流输电系统的送端换流站的同步发电机出线串联一个高速电力电子开关，通过控制单元1——直流极控系统直接控制电力电子开关的开合，或者由测量单元采集送端换流站直流功率值后，利用控制单元2——安全稳定控制装置，控制电力电子开关的开合，以实现直流功率凹陷前后送端交流电网的功率平衡控制。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该【装置、组件等】”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。