[發明專利]一種提高電網暫態功角穩定性的直流功率緊急控制性能指標計算方法

有效

• 申請號: 201310713641.7
• 申請日: 2013-12-22
• 公開（公告）號: CN103762579A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 任先成;李威;方勇杰;薛禹勝;常海軍;董宸
• 申請（專利權）人: 南京南瑞集團公司;國網四川省電力公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于電力系統及其自動化技術領域，更準確地說本發明涉及一種提高電網暫態功角穩定性的直流功率緊急控制性能指標計算方法。

背景技術

電力系統暫態功角穩定量化分析理論（EEAC），能夠正確識別預想故障后系統的功角穩定主導模式（包括機組分群、擺次和裕度），在此基礎上，基于每臺發電機的加速動能或減速動能之間的比例關系，可識別暫態功角穩定模式中不同群內發電機的參與因子，進而準確識別與主導暫態穩定模式相對應的關鍵交流輸電斷面，為電力系統運行方式調整、輸電極限計算和控制決策優化等提供了高效的量化分析與決策支持功能。

隨著多直流、交直流混聯大電網的建設，直流緊急功率調制在暫態功角穩定控制中具有調節靈活、較高的性價比等優勢，將在實際工程中得到大量應用，若在前期識別發電機暫態穩定參與因子的基礎上，進一步給出暫態功角穩定控制中直流輸電系統緊急功率調制的暫態穩定控制性能評價指標，則可為暫態穩定交直流、多直流協調提供更為快速的量化分析與優化決策支持功能。

發明內容

本發明的目的是：給出暫態功角穩定控制中直流緊急功率調制控制性能指標的計算方法，快速評價不同直流輸電系統緊急功率調制對暫態功角穩定的影響程度，可為電力系統暫態穩定交直流、多直流協調優化決策提供更為高效的技術指標。

具體地說，本發明是采用以下的技術方案來實現的，包括下列步驟：

1）根據電力系統運行方式及相應的模型與參數，采用時域仿真方法獲取預想故障下系統發電機功角、母線電壓受擾軌跡，所述電力系統運行參數包括系統潮流數據和元件動態模型參數；

2）基于預想故障的發電機功角受擾軌跡，利用EEAC給出的暫態功角穩定量化信息，識別暫態穩定關鍵交流斷面，計算領前群和余下群各機組的暫態穩定參與因子，設第g個機組的暫態穩定參與因子為p_Gg，其中g代表第g個機組的序數，并確定領前群內參與因子最大的機組；

3）設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的允許持續時間，并基于電壓安全考核二元表和預想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態電壓跌落量化評估方法提供的系統母線暫態電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預設門檻值ξ的系統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換流站母線和直流逆變側換流站母線；

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前群或余下群各機組的互導納模值，利用互導納模值對各機組的暫態穩定參與因子加權并求和，并計及直流系統有功功率變化與關鍵交流斷面對應于主導失穩擺次有功功率極值變化的比值，計算各直流緊急功率調制暫態功角穩定控制性能指標。

上述技術方案的進一步特征在于：所述步驟3）具體包括以下步驟：

3-1）設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的允許持續時間，并基于電壓安全考核二元表和預想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態電壓跌落量化評估理論給出的系統母線暫態電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預設門檻值ξ的系統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，計算領前群內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′設置需滿足X′_s.max＜X_s.max條件，其中X′_s.max為領前群內參與因子最大機組的機端母線與虛擬母線B′的等值阻抗；