特高压三端直流系统的功率损失确定方法、装置和系统与流程

本发明涉及特高压直流系统，尤其是涉及特高压三端直流系统的功率损失确定方法、装置和系统。

背景技术：

1、特高压直流输电是用±800kv及以上的直流电压输送电能的方式，其基本工作原理是通过送端换流站将交流电转变为特高压直流电后，将直流电输送到受端换流站，再由受端换流站将直流电转变为交流电送入受端换流站交流系统，主要目的是输送电能。

2、安全稳定控制系统(简称稳控系统)的主要功能是保证电力系统在遇到大扰动时的稳定性。稳控装置要求准确计算因直流故障导致的直流功率损失量，并根据该损失量采取对应的稳控措施，如在送端采取切机控制措施，在受端采取切负荷控制措施，因此，计算得到的直流功率损失量是否精准对于安全稳定控制系统的正确运行至关重要，是保证直流输电系统安全、可靠、稳定运行的关键。

3、常规特高压两端直流系统的稳控系统一般采用事前判断方案，即在事故前预判故障后剩余运行阀组的功率，直流功率损失量＝故障前双极直流功率-预判的故障后剩余阀组功率。

4、对于特高压三端直流系统，在单一故障的情况下，用事先预判方案可以计算直流功率损失量；在双重故障(短时相继故障)的情况下，如果仅考虑阀组故障和极故障，也可以用事先预判方案；经本发明的发明人研究发现，如果涉及到退站，需要用到上一故障末态的电气量(如剩余阀组功率pact)，由于存在站间转带的特殊性，该电气量并不等于第一次故障前的剩余阀组功率pact，而是与第一次故障后的状态相关，即存在暂态情况下难以准确采集剩余阀组功率等电气量的问题，采集得到的剩余阀组功率不精准，从而导致利用事故前预判方案得到的直流功率损失量不精准，进一步导致稳控系统不能采取精确的控制措施，无法保证直流输电系统的安全稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供特高压三端直流系统的功率损失确定方法、装置和系统，以解决特高压三端直流系统中因发生退站导致系统不能稳定运行的技术问题。

2、本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：

3、方案一，特高压三端直流系统的功率损失确定方法，所述特高压三端直流系统包括一个送端换流站和两个受端换流站，所述送端换流站和所述受端换流站之间通过正极、负极输电线路进行电能传输，所述正极、所述负极均有一个高压阀组和一个低压阀组运行，所述方法包括：

4、获取特高压三端直流系统中发生退站时至少存在站间转带的运行方式，所述运行方式包括第一运行方式和第二运行方式，所述第一运行方式中仅存在站间转带，所述第二运行方式中同时存在极间转带和站间转带；

5、根据所述第一运行方式确定对应的第一故障类型，获取在所述第二运行方式下所述正极的第一控制模式和所述负极的第二控制模式，根据所述第二运行方式、所述第一控制模式和所述第二控制模式确定对应的第二故障类型；所述第一控制模式和所述第二控制模式均包括单极直流控制模式和双极功率控制模式；

6、根据第一功率、第二功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第一故障时的第一直流功率损失量；

7、根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量；

8、所述第一功率为故障前两极直流功率，所述第二功率为发生所述第一故障后剩余阀组的功率，所述第三功率为发生所述第二故障后剩余阀组的功率；所述第一故障的故障类型为所述第一故障类型，所述第一故障类型包括第一阀组故障和第一极故障；所述第二故障的故障类型为所述第二故障类型，所述第二故障类型包括第二阀组故障和第二极故障；所述第二功率与站间功率转带量相关，所述第三功率与极间功率转带量和所述站间功率转带量相关；所述站间功率转带量为双极功率控制模式的极中任一阀组发生所述第一阀组故障或所述第二阀组故障时故障阀组向剩余阀组转移的功率，所述极间功率转带量为双极功率控制模式的一极接收另一极发生所述第一极故障或所述第二极故障时的转移功率。

9、可选地，根据第一功率、第二功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第一故障时的第一直流功率损失量之前还包括：

10、根据下述规则确定所述站间功率转带量；

11、若故障阀组的故障前功率≥故障阀组的额定功率x预设站间功率转带率，所述站间功率转带量＝故障阀组的额定功率x预设站间功率转带率；

12、否则，所述站间功率转带量＝故障阀组的故障前功率。

13、可选地，所述预设站间功率转带率为25％。

14、可选地，根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量之前还包括：

15、根据下述规则确定所述极间功率转带量；

16、若故障极的故障前功率≥故障极的额定功率x预设极间功率转带率，所述极间功率转带量＝故障极的额定功率x预设极间功率转带率；

17、否则，所述极间功率转带量＝故障极的故障前功率；所述故障极为发生所述第一极故障或所述第二极故障的一极。

18、可选地，所述预设极间功率转带率为25％。

19、可选地，所述第一运行方式为3+0运行方式，所述3+0运行方式中所述正极和所述负极的一极有3个换流站投入运行另一极无换流站投入运行，所述根据第一功率、第二功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第一故障时的第一直流功率损失量之前还包括：

20、根据下述规则确定所述第二功率；

21、当有3个换流站的极为双极功率控制模式、且极中任一阀组发生所述第一阀组故障时，所述第二功率＝剩余阀组的故障前功率+所述站间功率转带量；

22、当有3个换流站的极为单极直流控制模式、且极中任一阀组发生所述第一阀组故障时，所述第二功率＝所述剩余阀组的故障前功率；

23、当有3个换流站的极发生所述第一极故障时，所述第二功率为零。

24、可选地，所述第二运行方式为3+2运行方式，所述3+2运行方式中所述正极和所述负极的一极有3个换流站投入运行另一极有2个换流站投入运行，所述根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量之前还包括：

25、根据下述规则确定所述第三功率；

26、当有3个换流站运行的一极为双极功率控制模式、且有2个换流站运行的另一极为单极电流控制模式、且单极电流控制模式的极中任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝单极电流控制模式的极中剩余阀组的故障前功率+双极功率控制模式的极的故障前功率；

27、当有3个换流站运行的一极为双极功率控制模式、且有2个换流站运行的另一极为单极电流控制模式、且双极功率控制模式的极中任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝双极功率控制模式的极中剩余阀组的故障前功率+所述站间功率转带量+单极电流控制模式的极的故障前功率；

28、当有3个换流站运行的一极为双极功率控制模式、且有2个换流站运行的另一极为单极电流控制模式、且单极电流控制模式的极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝双极功率控制模式的极的故障前功率+所述极间功率转带量；

29、当有3个换流站运行的一极为双极功率控制模式、且有2个换流站运行的另一极为单极电流控制模式、且双极功率控制模式的极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝单极直流控制模式的极的故障前功率；

30、当两极均为单极电流控制模式、且任一极中的任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝两极中三个剩余阀组的故障前功率；

31、当两极均为单极电流控制模式、且任一极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝未发生所述第二极故障的极的故障前功率。

32、可选地，所述第二运行方式为3+3运行方式，所述3+3运行方式中所述正极和所述负极均有3个换流站投入运行，所述根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量之前还包括：

33、根据下述规则确定所述第三功率；

34、当两极均为双极功率控制模式、且任一极中的任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝剩余阀组的故障前功率+所述站间功率转带量+另一极的故障前功率；

35、当两极均为双极功率控制模式、且任一极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝所述运行极的故障前功率+极间功率转带量；

36、当一极为双极功率控制模式、且另一极为单极直流控制模式、且单极直流控制模式的极中的任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝剩余阀组的故障前功率+双极功率控制模式的极的故障前功率；

37、当一极为双极功率控制模式、且另一极为单极直流控制模式、且双极功率控制模式的极中的任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝剩余阀组的故障前功率+所述站间功率转带量+单极直流控制模式的极的故障前功率；

38、当一极为双极功率控制模式、且另一极为单极直流控制模式、且单极直流控制模式的极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝双极功率控制模式的极的故障前功率+所述极间功率转带量；

39、当一极为双极功率控制模式、且另一极为单极直流控制模式、且双极功率控制模式的极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝单极直流控制模式的极的故障前功率；

40、当两极均为单极直流控制模式、且任一极中的任一阀组发生所述第二阀组故障时，所述第三功率＝两极中三个剩余阀组的故障前功率；

41、当两极均为单极直流控制模式、且任一极发生所述第二极故障时，所述第三功率＝所述运行极的故障前功率。

42、方案二，特高压三端直流系统的功率损失确定装置，所述特高压三端直流系统包括一个送端换流站和两个受端换流站，所述送端换流站和所述受端换流站之间通过正极、负极输电线路进行电能传输，所述正极、所述负极均有一个高压阀组和一个低压阀组运行，所述装置包括：

43、运行方式获取模块，用于获取特高压三端直流系统中发生退站时至少存在站间转带的运行方式，所述运行方式包括第一运行方式和第二运行方式，所述第一运行方式中仅存在站间转带，所述第二运行方式中同时存在极间转带和站间转带；

44、故障类型确定模块，用于根据所述第一运行方式确定对应的第一故障类型，获取在所述第二运行方式下所述正极的第一控制模式和所述负极的第二控制模式，根据所述第二运行方式、所述第一控制模式和所述第二控制模式确定对应的第二故障类型；所述第一控制模式和所述第二控制模式均包括单极直流控制模式和双极功率控制模式；

45、第一功率损失计算模块，用于根据第一功率、第二功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第一故障时的第一直流功率损失量；

46、第二功率损失计算模块，用于根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量；

47、所述第一功率为故障前两极直流功率，所述第二功率为发生所述第一故障后剩余阀组的功率，所述第三功率为发生所述第二故障后剩余阀组的功率；所述第一故障的故障类型为所述第一故障类型，所述第一故障类型包括第一阀组故障和第一极故障；所述第二故障的故障类型为所述第二故障类型，所述第二故障类型包括第二阀组故障和第二极故障；所述第二功率与站间功率转带量相关，所述第三功率与极间功率转带量和所述站间功率转带量相关；所述站间功率转带量为双极功率控制模式的极中任一阀组发生所述第一阀组故障或所述第二阀组故障时故障阀组向剩余阀组转移的功率，所述极间功率转带量为双极功率控制模式的一极接收另一极发生所述第一极故障或所述第二极故障时的转移功率。

48、方案三，特高压三端直流系统的功率损失确定系统，包括：

49、包括存储器和处理器；

50、其中，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现方案一中的步骤。

51、本发明公开了特高压三端直流系统的功率损失确定方法、装置和系统，所述特高压三端直流系统包括一个送端换流站和两个受端换流站，所述送端换流站和所述受端换流站之间通过正极、负极输电线路进行电能传输，所述正极、所述负极均有一个高压阀组和一个低压阀组运行，其中方法包括：获取特高压三端直流系统中发生退站时至少存在站间转带的运行方式，所述运行方式包括第一运行方式和第二运行方式，所述第一运行方式中仅存在站间转带，所述第二运行方式中同时存在极间转带和站间转带；根据所述第一运行方式确定对应的第一故障类型，获取在所述第二运行方式下所述正极的第一控制模式和所述负极的第二控制模式，根据所述第二运行方式、所述第一控制模式和所述第二控制模式确定对应的第二故障类型；所述第一控制模式和所述第二控制模式均包括单极直流控制模式和双极功率控制模式；根据第一功率、第二功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第一故障时的第一直流功率损失量；根据所述第一功率、第三功率计算所述特高压三端直流系统发生所述第二故障时的第二直流功率损失量；所述第一功率为故障前两极直流功率，所述第二功率为发生所述第一故障后剩余阀组的功率，所述第三功率为发生所述第二故障后剩余阀组的功率；所述第一故障的故障类型为所述第一故障类型，所述第一故障类型包括第一阀组故障和第一极故障；所述第二故障的故障类型为所述第二故障类型，所述第二故障类型包括第二阀组故障和第二极故障；所述第二功率与站间功率转带量相关，所述第三功率与极间功率转带量和所述站间功率转带量相关；所述站间功率转带量为双极功率控制模式的极中任一阀组发生所述第一阀组故障或所述第二阀组故障时故障阀组向剩余阀组转移的功率，所述极间功率转带量为双极功率控制模式的一极接收另一极发生所述第一极故障或所述第二极故障时的转移功率。

52、有鉴如此，本发明带来的有益效果是：

53、通过获取特高压三端直流系统中发生退站时至少存在站间转带的运行方式，该运行方式包括：仅存在站间转带的第一运行方式、同时存在极间转带和站间转带的第二运行方式；结合正极、负极的两种控制模式即单极直流控制模式和双极功率控制模式，分别确定在各种运行方式、各种极控制模式下对应的故障类型，计算发生各种故障类型的故障时系统对应的剩余阀组功率。由于本发明在计算发生退站后系统的剩余阀组功率时，考虑了极间功率转带量和站间功率转带量，极间、站间功率转带量均是根据特高压三端直流工程的实际情况设置的，得到的剩余阀组功率精确度高。根据故障前系统中的直流功率、高精度的剩余阀组功率，能够计算得到精准的第一、第二直流功率损失量，以便于特高压三端直流工程中稳控系统采取精确的稳控措施，保障特高压三端直流系统的安全、可靠、稳定运行。