一種多直流協調控制中直流功率控制量的確定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統安全穩定領域，具體涉及一種多直流協調控制中直流功率控 制量的確定方法。
【背景技術】
[0002] 在多個直流系統并列運行的電網中，一條直流發生閉鎖故障時，可以通過其他直 流采取緊急功率提升措施，減小該故障直流對電網運行造成的影響，即多直流協調控制。
[0003] 現有的多直流協調控制中，控制量一般采用等量控制，即參與多直流協調控制的 各條直流功率緊急提升總量與發生閉鎖故障直流的盈余功率相等，如果受到直流運行功率 限制不能達到等量控制，則不足的部分再通過切機、切負荷等安控措施補充。當電網規模較 大時，各直流在電網中所處位置不同，相同的功率轉移可能對電網運行造成的影響程度不 同，采用等量控制并不能達到最佳效果。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的不足，本發明提供一種多直流協調控制中直流功率控制量的確定 方法通過計算直流系統與交流母線之間的等效阻抗，評估不同的直流系統功率轉移對特定 交流母線電壓的影響程度，根據這一結果確定多直流協調控制中各直流應采取的功率控制 量，最大程度的降低直流故障功率轉移對電網運行的影響。
[0005] 本發明的目的是采用下述技術方案實現的：
[0006] -種多直流協調控制中直流功率控制量的確定方法，其改進之處在于，所述方法 包括：
[0007] (1)確定電網中參與多直流協調控制的直流系統DC1和需要控制電壓的交流母線 ACbus，i G [1，n]，n為電網中參與多直流協調控制的直流系統總數；
[0008] (2)計算各直流系統DC1S所述交流母線ACbus的等效阻抗為"
[0009] (3)計算各直流系統DC1S與多直流協調控制的功率控制系數K 1;
[0010] ⑷若所述直流系統DC1發生閉鎖故障，則計算直流系統DC j的功率提升量A P j， j G [l，n]且j辛i，并根據各支流系統的最大運行功率確定支流系統實際功率提升 量。
[0011] 優選的，所述步驟（2)包括：
[0012] (2-1)計算所述直流系統0(；在正常運行狀態下的換流母線注入交流電網的電流 I 1。，公式為：
[0014] 式（1)中，U1。為所述直流系統DC1在正常運行狀態下的換流母線電壓SU1。的 共輒復數，P11:為所述直流系統DC i在正常運行狀態下從交流系統中吸收的有功功率，Q i。為 所述直流系統〇(；在正常運行狀態下從交流系統中吸收的無功功率；
[0015] (2-2)改變所述直流系統DC1的輸送功率，并計算所述直流系統DC政變輸送功率 后換流母線注入交流電網的電流I11,公式為：
[0017] 式⑵中，U11為所述直流系統DC政變輸送功率后的換流母線電壓，為U11的共 輒復數，P 11為所述直流系統DC i改變輸送功率后從交流系統中吸收的有功功率，Q u為所述 直流系統DC1改變輸送功率后從交流系統中吸收的無功功率；
[0018] (2-3)計算所述直流系統0(；至所述交流母線ACbus的等效電阻，公式為：
[0020] 式（3)中，U。為所述直流系統DC 1在正常運行狀態下的交流母線ACbus電壓，U !為 所述直流系統〇(；在改變輸送功率后的交流母線ACbus電壓。
[0021] 優選的，所述步驟（3)包括：計算所述直流系統DC1S與多直流協調控制的功率控 制系數K 1，公式為：
[0022] K1= Re(Zeql) ? PlN (4)
[0023] 式⑷中，為所述直流系統DCi至所述交流母線Acbus的等效阻抗、的 實部，Pin為所述直流系統DC i的額定功率。
[0024] 優選的，所述步驟（4)包括：
[0025] (4-1)計算在直流系統DC^生閉鎖故障時，直流系統DC」的功率提升量AP j， j G [1，n]且j乒i，公式為：
[0027] 式（5)中，PjN為所述直流系統DC」的額定功率，A P i為直流系統DC i發生閉鎖故障 時的功率下降量，)為所述直流系統DCi至所述交流母線ACbus的等效阻抗Z 0ft的實 部，Kk為第k個直流系統DC k參與流協調控制的功率控制系數，為直流系統DCfA 率提升后的過載率，且各直流系統功率提升后的過載率相等；
[0028] (4-2)若所述直流系統0(^在功率提升后的運行功率小于等于直流系統DC $勺最 大運行功率Pjniax，則所述直流系統DCj的實際功率提升量為A P j;
[0029] (4-3)若所述直流系統DCj在功率提升后的運行功率大于直流系統DC。的最大運 行功率P jniax，則直流系統DCj的實際功率提升量為P jniax_PjN，剩余直流系統DC1的實際功率提 升量A P1公式為：
[0031] 式（6)中，I G [1，n]且1乒i，j，P1n為所述直流系統DCi的額定功率，AP為直 流系統DC1發生閉鎖故障時的功率下降量，1??,)為所述直流系統DC 1S所述交流母線 ACbus的等效阻抗2_的實部，Kk為第k個直流系統DC k參與多直流協調控制的功率控制
系數， 為直流系統DC1功率提升后的過載率，且各直流系統功率提升后的過載率相 等；
[0032] (4-4)重復執行步驟（4-3)直至電網中不存在直流系統在功率提升后的運行功率 大于其自身的最大運行功率的情況或直流系統在功率提升后的運行功率全部達到其自身 允許的最大運行功率。
[0033] 與最接近的現有技術相比，本發明具有的有益效果：
[0034] 本發明提供的一種多直流協調控制中直流功率控制量的確定方法，通過計算直流 系統與交流母線之間的等效阻抗，并根據直流系統與交流母線之間的等效阻抗評估不同的 直流系統功率轉移對特定交流母線電壓的影響程度，根據這一結果確定多直流協調控制中 各直流系統應采取的功率控制量，最大程度的降低直流故障功率轉移對電網運行的影響。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明提供的一種多直流協調控制中直流功率控制量的確定方法流程圖；
[0036] 圖2是電力系統中輸電線路的集中參數簡化模型示意圖；
[0037] 圖3是華中電網結構圖；
[0038] 圖4是以華中電網為仿真算例結果圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0040] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0041] 本發明提供了一種多直流協調控制中直流功率控制量的確定方法，如圖1所示， 包括：
[0042] (1)確定電網中參與多直流協調控制的直流系統DC1和需要控制電壓的交流母線 ACbus，i G [1，n]，n為電網中參與多直流協調控制的直流系統總數；
[0043] 其中，需要控制電壓的交流母線ACbus可以選擇電壓穩定性最差，抵御直流功率 轉移能力最弱的交流母線；協調控制目標即為當一條直流發生閉鎖故障時，通過其他直流 功率提升支援，使交流母線ACbus的電壓受到的影響最小。
[0044] (2)計算各直流系統DC1S所述交流母線ACbus的等效阻抗
[0045] (3)計算各直流系統DC1S與多直流協調控制的功率控制系數K1;
[0046] (4)若所述直流系統DC1發生閉鎖故障，則計算直流系統DC」的功率提升量APj， jG[l，n]且j辛i，并根據各支流系統的最大運行功率確定支流系統實際功率提升 量。
[0047] 所述步驟⑵包括：
[0048] (2-1)計算所述直流系統0(；在正常運行狀態下的換流母線注入交流電網的電流 I1。，公式為：
[0050] 式⑴中,U1。為所述直流系統DC^正常運行狀態下的換流母線電壓，％為IU勺 共輒復數，P11:為所述直流系統DCi在正常運行狀態下從交流系統中吸收的有功功率，Qi。為 所述直流系統〇(；在正常運行狀態下從交流系統中吸收的無功功率；
[0051 ] (2-2)改變所述直流系統DC1的輸送功率，并計算所述直流系統DCi改變輸送功率 后換流母線注入交流電網的電流I11,公式為：
[0053] 式⑵中，U11為所述直流系統DC^變輸送功率后的換流母線電壓，LC1為U11的 共輒復數，P11為所述直流系統DCi改變輸送功率后從交流系統中吸收的有功功率，Qu為所 述直流系統DC1改變輸送功率后從交流系統中吸收的無功功率；
[0054] 其中，可以通過改變所述直流系統DC1的輸送功率改變直流系統DC i的運行狀態， 該過程的實施可以在電力系統仿真分析軟件中建立所研究電網的模型，首先將其調整至直 流系統〇(；在正常運行狀態，然后略微改變直流系統DC i的輸送功率使電網的運行狀態改 變，通常可以將直流系統DC1的輸送功率下調額定運行功率的1%~2% ;
[0055] (2-3)計算所述直流系統DCiS所述交流母線ACbus的等效電阻尾ft.，:公式為：
[0057] 式⑶中，U。為所述直流系統DC在正常運行狀態下的交流母線ACbus電壓，U:為 所述直流系統〇(；在改變輸送功率后的交流母線ACbus電壓。
[0058] 所述步驟（3)包括：計算所述直流系統DC1S與多直流協調控制的功率控制系數 K1，公式為：
[0060] 式⑷中，KU為所述直流系統DC1至所述交流母線ACbus的等效阻抗&,的 實部，Pin為所述直流系統DCi的額定功率。
[0061] 計算所述直流系統DC1參與多直流協調控制的功率控制系數Ki的原理根據，如圖 2所示，電力系統中輸電線路的集中參數簡化模型，包括：輸電線路的阻抗為Z = R+jX，忽略 了對地導納。線路首端電壓為&，輸送功率為P+jQ，末端電壓為匕2;
[0062] 線路首端到末端的電壓差可分解為與:?平行的縱分量AU和與1?垂直的橫分量 5 U，表達式分別為：
[0064] 線路兩端電壓幅值的關系為：
[0065] U； = (U1 - AC^1)2 +SU；
[0066]由上式可計算末端電壓的幅值U2與輸電線路