[發(fā)明專利]一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310713641.7
• 申請日: 2013-12-22
• 公開（公告）號: CN103762579A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任先成;李威;方勇杰;薛禹勝;常海軍;董宸
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞集團公司;國網(wǎng)四川省電力公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式及相應(yīng)的模型與參數(shù)，采用時域仿真方法獲取預(yù)想故障下系統(tǒng)發(fā)電機功角、母線電壓受擾軌跡，所述電力系統(tǒng)運行參數(shù)包括系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)和元件動態(tài)模型參數(shù)；

2）基于預(yù)想故障的發(fā)電機功角受擾軌跡，利用EEAC給出的暫態(tài)功角穩(wěn)定量化信息，識別暫態(tài)穩(wěn)定關(guān)鍵交流斷面，計算領(lǐng)前群和余下群各機組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子，設(shè)第g個機組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子為p_Gg，其中g(shù)代表第g個機組的序數(shù)，并確定領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大的機組；

3）設(shè)置母線電壓安全考核二元表(V_cr,T_cr)，其中V_cr為二元表中電壓跌落門檻值，T_cr為母線電壓低于V_cr的允許持續(xù)時間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評估方法提供的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值ξ的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合；

再將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個虛擬母線B，并基于虛擬母線B增加另一虛擬母線B′以及虛擬母線B與B′之間的虛擬支路BB′，通過計算、比較各直流換流站母線與虛擬母線B和B′的等值阻抗判別各直流換流站母線的分群歸屬，所述直流換流站母線包括直流整流側(cè)換流站母線和直流逆變側(cè)換流站母線；

4）基于直流換流站母線的分群歸屬信息，計算各直流換流站母線與其所屬的領(lǐng)前群或余下群各機組的互導(dǎo)納模值，利用互導(dǎo)納模值對各機組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子加權(quán)并求和，并計及直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值，計算各直流緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計算方法，其特征在于，所述步驟3）具體包括以下步驟：

3-1）設(shè)置母線電壓安全考核二元表(V_cr,T_cr)，其中V_cr為二元表中電壓跌落門檻值，T_cr為母線電壓低于V_cr的允許持續(xù)時間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評估理論給出的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值ξ的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合；

3-2）將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個虛擬母線B，計算領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機組的機端母線與虛擬母線B的等值阻抗，記為X_s.max；

3-3）基于等效虛擬母線B，增加另一虛擬母線B′和虛擬母線B與B′之間的虛擬支路BB′，其中虛擬支路BB′的阻抗值為X_s.max/2，另一虛擬母線B′設(shè)置需滿足X′_s.max＜X_s.max條件，其中X′_s.max為領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機組的機端母線與虛擬母線B′的等值阻抗；

3-4）分別計算各直流換流站母線與虛擬母線B和B′的等值阻抗，設(shè)第d個直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B′的等值阻抗分別為X_R.db、X′_R.db，第d個直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B′的等值阻抗分別記為X_I.db、X′_I.db，其中d代表第d個直流系統(tǒng)的序數(shù)；

若X_R.db＞X′_R.db，則該第d個直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群；若X_I.db＞X′_I.db，則第d個直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計算方法，其特征在于：所述步驟4）具體包括以下步驟：

4-1）按式（1）計算各直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值：

Kd=ΔPAC.max|ΔPd|---(1)]]>

其中，K_d為第d個直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值，ΔP_AC.max為直流功率變化前與變化后關(guān)鍵交流斷面對應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值的差值，|ΔP_d|為第d個直流系統(tǒng)的有功變化量絕對值；

4-2）基于潮流計算數(shù)據(jù)，按公式（2）進(jìn)行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)方程等值簡化，計算各直流換流站母線與其所屬的領(lǐng)前群或余下群內(nèi)各個機組的互導(dǎo)納模值，模值越大，說明兩者間的電氣距離越小：

I·GI·RI·I=YGGYGRYGIYRGYRR0YIG0YIIV·GV·RV·I---(2)]]>

上述式中，分別為機組機端母線、直流整流側(cè)換流站母線、直流逆變側(cè)換流站母線注入電流向量，分別為機組機端母線、直流整流側(cè)換流站母線、直流逆變側(cè)換流站母線電壓向量，Y_GG、Y_RR、Y_II分別為機組機端母線、直流整流側(cè)換流站母線、直流逆變側(cè)換流站母線的等值自導(dǎo)納子矩陣；Y_RG、Y_GR分別為機組機端母線、直流整流側(cè)換流站母線的等值互導(dǎo)納子矩陣，等值互導(dǎo)納子矩陣Y_RG中元素y_rg的模值|y_rg|為第r個直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線與第g個機組的互導(dǎo)納模值；Y_IG、Y_GI分別為機組機端母線、直流逆變側(cè)換流站母線的等值互導(dǎo)納子矩陣，等值互導(dǎo)納子矩陣Y_IG中元素y_ig的模值|y_ig|為第i個直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線與第g個機組的互導(dǎo)納模值；g屬于領(lǐng)前群S或余下群A；

4-3）基于公式（1）、（2）計算得到的K_d、|y_rg|、|y_ig|，按式（3）、（4）、（5）計算各直流系統(tǒng)的緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)：若同步電網(wǎng)中只包含直流整流側(cè)換流站母線，則按公式（3）計算各直流系統(tǒng)的緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)；若同步電網(wǎng)中只包含直流逆變側(cè)換流站母線，則按公式（4）計算各直流系統(tǒng)的緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)；若同步電網(wǎng)中同時包含直流整流側(cè)換流站母線和直流逆變側(cè)換流站母線，則按公式（5）計算各直流系統(tǒng)的緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)：

pd=Kd·Σg∈AorSr=d|yrg|pGg---(3)]]>

pd=Kd·Σg∈AorSi=d|yig|pGg---(4)]]>

pd=Kd·(Σg∈AorSr=d|yrg|pGg+Σi∈AorSi=d|yig|pGg)---(5)]]>

其中，p_d代表第d個直流系統(tǒng)的緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)。