一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化方法
【專利摘要】本發明提出了一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化計算方法，該方法基于電網運行數據，提取電網特征量，包括區域電網總慣性常數比值、大區電網間主導振蕩模式、跨區直流功率可控制量等，計算區域電網聯絡線靜態穩定運行極限功率；根據區域電網發生的擾動信息，計算聯絡線功率波動峰值超調量；基于聯絡線功率頭擺峰值理論及不平衡功率再分配理論計算需要采取的切機或切負荷量化控制措施。本發明利用直流功率緊急控制，可替代或減少切機/切負荷量，有效提升電網安全與運行效率，不僅可適用于電力系統離線仿真計算，也可用于交直流協調控制措施的在線制定與運行。
【專利說明】一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化方法。
【背景技術】 [0002]我國能源資源與用電需求在地理上的逆勢分布特征，決定了我國電網發展必須走遠距離、大規模輸電和全國范圍內優化電力資源配置的道路。大規模、遠距離輸電格局在解決大型清潔能源和新能源的消納問題、水火互濟問題以及實現全國范圍內資源優化配置的同時，給電網的安全穩定運行也帶來一系列的挑戰，尤其在特高壓電網發展的過渡期內，如運行方式多變、穩定破壞范圍大、安全穩定控制難度大、穩控措施量大等。目前，傳統的安全穩定控制主要以切機切負荷、系統解列、低壓低頻減載來應對擾動/故障后系統的穩定問題，其典型特征為基于電網模型的離線仿真計算分析安全穩定特性、基于預想事故集的策略匹配、基于本地信號的局部控制和基于切機切負荷的硬措施，無法適應未來大電網安全穩定控制的需求。如:針對特定的預想事故基于離線仿真計算進行在線策略匹配，對于復雜的電網結構和多變的運行方式存在策略失效或無法匹配的風險；以切機、切負荷、系統解列等為手段，將導致大面積停電，無法有效縮小事故影響范圍，與用戶日益嚴格的供電可靠性指標沖突，影響電網運行效率；針對不確定的擾動/故障形態對電網造成的沖擊無法應對，無法提高電網安全穩定運行裕度和輸電能力。
[0003]因此，傳統的安全穩定控制技術在提高電網安全穩定水平、輸電能力和運行效率等方面的控制能力有待提升，無法適應未來特高壓交直流大電網復雜的網架結構和多變的運行方式及不確定的擾動/事故形態，需要尋找能應對復雜大電網多種問題、替代或減少切負荷等“硬控制”的新的電網安全穩定控制技術，基于此提出了本發明。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時方法，該方法能計算保證故障后跨區交直流聯網系統安全穩定運行的控制措施，運用于電力系統穩定分析與控制，可為運行人員保證系統安全穩定運行提供有效的應對措施。本發明基于電網運行數據，提取電網特征量，包括區域電網總慣性常數比值、大區電網間主導振蕩模式、跨區直流功率可控制量等，計算區域聯絡線運行功率極限；根據電網發生的擾動或故障信息，計算聯絡線功率波動峰值超調量；基于聯絡線功率頭擺峰值理論及不平衡功率再分配理論計算需要采取的切機或切負荷量化控制措施。
[0005]為實現上述發明目的，本發明是通過如下方案實現的:
[0006]一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化方法，包括下述步驟:
[0007]A、通過交直流聯網系統的等值阻抗計算區域電網聯絡線靜態穩定運行極限功率
Pmax(ij) ?
[0008]設定交直流聯網系統包括區域電網1、區域電網2、區域電網3和區域電網4，區域電網I~3通過交流線路形成鏈式同步聯網模式，區域電網I和區域電網2的交流聯絡線為tie12，區域電網2和區域電網3的交流聯絡線為tie23 ;區域電網I和區域電網3通過η條直流聯網，η為正整數；區域電網I和區域電網4通過I條直流聯網；
[0009]B、根據區域電網發生的擾動信息，計算聯絡線功率波動峰值超調量APtie(i)(tp)；
[0010]C、計算維持不同區域聯絡線安全穩定運行需要采取的綜合穩定控制措施量DPz(i);
[0011]D、計算考慮系統緊急功率控制后、保證各區域聯絡線穩定運行所需要采取的交流
安控效果量D P ac(i)；
[0012]E、根據交流安控效果量和區域電網總慣性常數比值，分別計算保證不同區域聯絡線安全穩定運行所需要的切機量 Ggen ⑴ 或切負荷量 Cload(i);
[0013]F、從步驟E中選取切機量或切負荷量中的最大值作為保證電網安全穩定運行的最終切機量或最終切負荷量。
[0014]進一步地，所述步驟A中，在交流聯絡線tie12處做短路沖擊故障，得到區域電網I提供的短路電流有效值I1以及區域電網2和3提供的短路電流有效值I23，在交流聯絡線tie23處做短路沖擊故障，得到區域電網I和2提供的短路電流有效值I12以及區域電網3提供的短路電流有效值I3，分別將各短路電流有效指標么化，得到:
【權利要求】
1.一種跨區交直流聯網安全穩定協調控制措施實時量化方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: A、通過交直流聯網系統的等值阻抗計算區域電網聯絡線靜態穩定運行極限功率Pmax(ij) ? 設定交直流聯網系統包括區域電網1、區域電網2、區域電網3和區域電網4，區域電網I~3通過交流線路形成鏈式同步聯網模式，區域電網I和區域電網2的交流聯絡線為tie12,區域電網2和區域電網3的交流聯絡線為tie23 ;區域電網I和區域電網3通過η條直流聯網，η為正整數；區域電網I和區域電網4通過I條直流聯網； B、根據區域電網發生的功率擾動信息，計算聯絡線功率波動峰值超調量APtie⑴(tp)； C、計算維持不同區域聯絡線安全穩定運行需要采取的綜合穩定控制措施量DPz(i)； D、計算考慮系統緊急功率控制后、保證各區域聯絡線穩定運行所需要采取的交流安控效果量DPac;(i)； E、根據交流安控效果量和區域電網總慣性常數比值，分別計算保證不同區域聯絡線安全穩定運行所需要的切機量 Ggen ⑴ 或切負荷量 Cload(i); F、從步驟E中選取切機量或切負荷量中的最大值作為保證電網安全穩定運行的最終切機量或最終切負荷量。
2.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟A中，在交流聯絡線tie12處做短路沖擊故障，得到區域電網I提供的短路電流有效值I1以及區域電網2和3提供的短路電流有效值I23，在交流聯絡線tie23處做短路沖擊故障，得到區域電網I和2提供的短路電流有效值I12以及區域電網3提供的短路電流有效值I3，分別將各短路電流有效指標么化，得到:
3.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟B中，計算聯絡線功率波動峰值超調量的步驟包括: 若在區域電網I中發生功率擾動八？，則交流聯絡線^612、tie23功率波動峰值超調量分別為:
4.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟C中，若連接區域電網I至區域電網4的任一條直流發生閉鎖故障， 則保證區域電網I和區域電網2交流聯絡線tie12穩定運行的綜合措施量為:
5.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟D中，若連接區域電網I和區域電網3的η條直流中有m條參與系統緊急功率控制，則保證區域電網I和區域電網2交流聯絡線tie12以及區域電網2和區域電網3交流聯絡線tie23穩定運行的交流安控效果量分別為:
6.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟E中， 當連接區域電網I至區域電網4的任一條直流發生閉鎖故障，若區域電網I側為整流偵牝區域電網I向區域電網2送電，區域電網2向區域電網3送電，則需要在區域電網I采取切機措施；若保證區域電網I和區域電網2交流聯絡線tie12穩定運行的切機量為Cgm(12)；保證區域電網2和區域電網3交流聯絡線tie23穩定運行的切機量為Cgm(23)，則:
7.如權利要求1所述的跨區交直流聯網系統安全穩定控制措施協調量化計算方法，其特征在于，所述步驟F中，為同時保證區域電網I和區域電網2交流聯絡線tie12以及區域電網2和區域電網3交流聯絡線tie23穩定運行，所需的最終切機量或切負荷量為:
Cgen — max {Cgen(l2) , Cgen(23)} (27)
Cioad — max {Cload(12), Cload(23)} (28) 0
【文檔編號】G06F19/00GK103762593SQ201410033121
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】郭劍波, 趙兵, 吳萍, 孫華東, 卜廣全 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院