[發明專利]交直流送端機組小干擾和大擾動阻尼協調優化方法

有效

• 申請號: 201310033699.7
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103236709A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 鄭超;馬世英;盛燦輝;龐曉燕;宋云亭;李建;林俊杰;李曉珺;李再華;邱麗萍;尚慧玉;楊琦;周俊;吉平;張鑫
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;四川省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種交直流送端機組小干擾和大擾動阻尼協調優化方法。

背景技術

我國一次能源與負荷中心呈逆向分布，水能資源主要集中分布于西南地區；煤炭資源主要分布與山西、陜西以及新疆等西北地區；風能與太陽能資源則主要分布于甘肅、青海、新疆等地區。為滿足中東部負荷中心持續增長的用能需求、構建“資源節約型、環境友好型”社會的要求以及實現跨大區資源優化配置，發展特高壓直流大容量輸電技術是必然的選擇。

能源基地集中開發，并通過特高壓直流將電力直接送入負荷中心，是一種經濟高效的能源開發與輸送方式。為提高送端機組穩定運行能力，能源基地通常還通過弱交流通道與送端交流主網互聯。依據《國家電網公司電力系統安全穩定計算規定》要求，送端機組小干擾振蕩阻尼應大于0.03，大擾動振蕩阻尼應大于0.015，以保證電網在負荷波動以及短路故障沖擊等不同程度的擾動下，能夠快速恢復穩定運行。送端發電機配置電力系統穩定器PSS，是增強受擾后機組振蕩阻尼的有效手段，通過參數的合理整定可以滿足振蕩阻尼的相關要求。

由于特高壓直流具有送電容量大、強非線性以及交直流耦合關聯程度高等特點，因此短路等大擾動故障沖擊下，交直流混聯送端機組的振蕩阻尼將與小干擾振蕩阻尼存在較大差異。因此，PSS參數配置不僅要滿足小干擾振蕩阻尼的要求，還應能夠有效抑制交直流交互影響對大擾動后續振蕩阻尼的不利影響，保障大擾動振蕩阻尼大于0.015。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提供了一種交直流送端機組小干擾和大擾動阻尼協調優化方法，從交直流混聯送端機組小干擾和大擾動阻尼兩個角度，協調優化機組的PSS選型及參數，提升送端電網穩定運行的能力，保障跨大區資源優化配置的順利實施。

為實現上述目的，本發明提供一種協調交直流混聯送端機組小干擾和大擾動振蕩阻尼的PSS優化方法，其改進之處在于，所述方法包括以下步驟：

(1).構建交直流混聯送端電網穩定性分析模型；

(2).定量評估混聯電網小干擾與大擾動振蕩阻尼特性；

(3).確定滿足小干擾振蕩阻尼要求的PSS參數可調范圍；

(4).PSS參數對大擾動振蕩的抑制效果分析；

(5)小干擾與大擾動振蕩阻尼協調的PSS選型及參數優化。

本發明提供的優選技術方案中，在所述步驟1中，收集數據，構建適應交直流混聯送端電網小干擾和大擾動穩定性分析的模型。

本發明提供的第二優選技術方案中，數據包括：交直流混聯送端網架結構、交直流通道送電功率、負荷水平、發電機及其勵磁機和調速器、直流輸電系統和控制系統的數據。

本發明提供的第三優選技術方案中，在所述步驟2中，建立交直流混聯送端電網各種典型的正常運行方式；利用小干擾頻域特征根掃描程序，計算不同運行方式下混聯電網送端機組的小干擾振蕩阻尼；利用暫態時域仿真程序，計算混聯電網大擾動下的暫態時域響應。

本發明提供的第四優選技術方案中，正常運行方式，包括夏季大負荷方式、夏季小負荷方式、冬季大負荷方式和冬季小負荷方式，以及設備檢修方式。

本發明提供的第五優選技術方案中，大干擾下交流電氣量大幅波動，直流動態特性將會呈現出強非線性，小干擾阻尼特性分析結果與大擾動振蕩阻尼間的差異較大，通常由于直流的非線性因素，大擾動阻尼會較小干擾阻尼顯著降低。

若不同運行方式下，交直流混聯送端機組小干擾振蕩阻尼大于0.03，且各種大擾動故障后的振蕩阻尼均大于0.015，則兩者均滿足要求，無需對PSS型式及參數進行優化；否則進行PSS型式及參數的優化，使得小干擾與大擾動振蕩阻尼同時滿足要求。

本發明提供的第六優選技術方案中，在所述步驟3中，分別等比例調節PSS的增益系數、相位超前和滯后參數，繪制送端機組小干擾振蕩的特征根變化軌跡，依據變化軌跡確定滿足阻尼比大于0.03要求的參數可調范圍。

本發明提供的第七優選技術方案中，在所述步驟4中，在PSS參數可調范圍內，等間隔選擇增益系數、相位超前和滯后參數組合，驗證大擾動振蕩阻尼特性的改善情況；若大擾動振蕩阻尼能夠提升至0.015，則該PSS參數即為交直流混聯送端機組小干擾和大擾動振蕩阻尼的PSS協調優化方案。