[發(fā)明專利]直流頻率調(diào)制與低壓減載配合解決電壓失穩(wěn)的方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103023036A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 羅煦之;趙兵;徐式蘊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領域，具體涉及一種直流頻率調(diào)制與低壓減載配合解決電壓失穩(wěn)的方法和系統(tǒng)。

背景技術

高壓直流輸電技術具有功率調(diào)節(jié)靈活、兩端系統(tǒng)不受同步運行約束的優(yōu)點，一方面，在遠距離、大容量輸電場合得到廣泛應用，在全國電網(wǎng)互聯(lián)中起著重要作用；另一方面，在向具有弱交流電網(wǎng)的小系統(tǒng)送電中也得到較多應用。

根據(jù)實際運行經(jīng)驗，弱受端電網(wǎng)在通過直流大比例受電的情況下，容易發(fā)生電壓穩(wěn)定問題。受端交流系統(tǒng)故障往往引起直流系統(tǒng)發(fā)生換相失敗，吸收無功功率進一步拉低系統(tǒng)電壓，造成交流系統(tǒng)電壓不能恢復，出現(xiàn)電壓穩(wěn)定問題。對于此類問題，單純采用低壓減載的方法，在解決電壓穩(wěn)定問題的同時，又會引入頻率穩(wěn)定問題，對于大比例受電的小系統(tǒng)而言更加突出。

當某一弱交流系統(tǒng)通過直流從主網(wǎng)大比例受電時，受端電網(wǎng)發(fā)生交流系統(tǒng)故障可能引起直流發(fā)生換相失敗吸收大量無功功率，系統(tǒng)電壓不能恢復出現(xiàn)電壓穩(wěn)定問題。此時需要作為系統(tǒng)第三道防線的低壓減載裝置動作切除部分負荷以避免系統(tǒng)失去穩(wěn)定。但對于小系統(tǒng)弱受端電網(wǎng)而言，低壓減載裝置動作切除負荷后系統(tǒng)出現(xiàn)有功盈余，在解決了電壓穩(wěn)定問題的同時又引入了頻率穩(wěn)定問題，低壓-高周-低周問題耦合在一起，系統(tǒng)可控性比較差；若系統(tǒng)頻率上升幅度較大，則可能引起系統(tǒng)高周切機動作，導致電網(wǎng)大幅振蕩甚至失去穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種直流頻率調(diào)制與低壓減載配合解決電壓失穩(wěn)的方法和系統(tǒng)，可以在解決系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題的同時，避免系統(tǒng)出現(xiàn)頻率穩(wěn)定問題，提高直流弱受端電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種直流頻率調(diào)制與低壓減載配合解決電壓失穩(wěn)的方法和系統(tǒng)，其改進之處在于，所述方法包括以下步驟：

(1).直流受端系統(tǒng)遭遇嚴重故障；

(2).并行判定系統(tǒng)是否達到低壓減載動作定值和直流頻率調(diào)制動作定值，如果達到則進入步驟5，否則進入步驟3；

(3).如果系統(tǒng)電壓未達到低壓減載動作定值，則進行低壓減載動作切除負荷操作，并進入步驟5；

(4).如果系統(tǒng)未達到直流頻率調(diào)制動作定值，則進行直流頻率調(diào)制動作調(diào)整功率的操作，并進入步驟5；

(5).判定系統(tǒng)電壓和頻率是否均恢復，如果系統(tǒng)電壓或頻率未能恢復穩(wěn)定，則返回步驟2；否則結束。

本發(fā)明提供的優(yōu)選技術方案中，嚴重故障，包括：線路N-2故障、主變N-2故障、220kV線路三相短路單相開關拒動故障和連鎖故障。

本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術方案中，低壓減載動作定值，為電壓低于0.85p.u.的持續(xù)時間超過2秒；直流頻率調(diào)制動作定值為0.3Hz。

本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術方案中，在所述步驟5中，電壓和頻率的恢復條件為：電壓恢復到0.85p.u.以上、頻率恢復到49.7Hz以上。

本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術方案中，提供一種以直流頻率調(diào)制配合低壓減載解決受端電壓失穩(wěn)的系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括：依次連接的運行狀態(tài)監(jiān)控單元、動作定值判斷單元和恢復判定單元。

本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術方案中，所述運行狀態(tài)監(jiān)控單元，監(jiān)控直流受端系統(tǒng)的運行狀態(tài)，判斷系統(tǒng)是否遭受遭遇嚴重故障。

本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術方案中，所述動作定值判斷單元，并行判定系統(tǒng)是否達到低壓減載動作定值和直流頻率調(diào)制動作定值；如果系統(tǒng)電壓未達到低壓減載動作定值，則進行低壓減載動作切除負荷操作；如果系統(tǒng)未達到直流頻率調(diào)制動作定值，則進行直流頻率調(diào)制動作調(diào)整功率的操作。

本發(fā)明提供的第七優(yōu)選技術方案中，所述恢復判定單元，對系統(tǒng)電壓與頻率是否均恢復穩(wěn)定進行判定。

與現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的一種直流頻率調(diào)制與低壓減載配合解決電壓失穩(wěn)的方法和系統(tǒng)，對大容量直流受電的弱受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題進行深入分析，提出利用直流頻率調(diào)制配合低壓減載解決直流小系統(tǒng)弱受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定問題的方法；解決了嚴重故障后系統(tǒng)電壓不能恢復，則低壓減載動作切除部分負荷，同時直流系統(tǒng)開放頻率調(diào)制功能，快速調(diào)整直流功率以解決頻率穩(wěn)定問題；再者，可運用于電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行，利于系統(tǒng)分析人員合理配置電網(wǎng)第三道防線，提高直流小系統(tǒng)弱受端電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平。

附圖說明

圖1為以直流頻率調(diào)制配合低壓減載解決受端電壓失穩(wěn)的方法的流程圖。

具體實施方式

一種采用直流頻率調(diào)制配合低壓減載解決直流小系統(tǒng)弱受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定問題的方法，該方法可以在解決系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題的同時，避免系統(tǒng)出現(xiàn)頻率穩(wěn)定問題，提高直流弱受端電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平。