[發(fā)明專利]考慮直流控制策略對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影響分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610076985.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105633995A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金小明;周保榮;張東輝;姚文峰;程蘭芬;蔡澤祥;朱林;楊歡歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;華南理工大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種考慮直流控制策略對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影響 分析方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與廣域安全防御領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)逐漸朝著區(qū)域互聯(lián)與交直流并重模式的方向發(fā) 展，電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定面臨著越來越嚴(yán)峻的壓力。例如，高壓直流 輸電在傳輸有功的同時(shí)也需要消耗大量的無功。由于直流系統(tǒng)含有大量 的電力電子元件，大擾動后的直流系統(tǒng)無功不但響應(yīng)快、幅值大，而且 具有與直流控制強(qiáng)相關(guān)的特點(diǎn)。當(dāng)直流系統(tǒng)接于弱交流系統(tǒng)時(shí)，如果直 流控制方式選擇不當(dāng)或控制參數(shù)設(shè)置不合理，大擾動后的直流系統(tǒng)將從 交流系統(tǒng)吸收大量的無功，并最終導(dǎo)致暫態(tài)電壓失穩(wěn)。

同時(shí)，由于直流控制非線性強(qiáng)、響應(yīng)特性復(fù)雜，其對直流系統(tǒng)無功 動態(tài)特性的影響機(jī)理和途徑尚未形成清晰明確的結(jié)論，嚴(yán)重制約著交直 流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，直流控制策略對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性影響的相關(guān)研究工作 主要集中在兩個(gè)方面：1)基于機(jī)電暫態(tài)仿真平臺研究直流控制對大規(guī) 模交直流系統(tǒng)無功-電壓特性的影響；2)基于電磁暫態(tài)仿真平臺研究直 流控制的響應(yīng)特性、參數(shù)優(yōu)化以及控制方式對直流系統(tǒng)無功等直流電氣 量的影響。

但目前的仿真研究尚沒有深入到直流詳細(xì)模型和詳細(xì)控制，僅立足 于直流準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，尋找反映直流電氣量變化的一般性規(guī)律。但在反映 故障動態(tài)過程中的特征與細(xì)節(jié)、反映直流控制對無功動態(tài)特性的影響這 兩方面，缺乏有效分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種考慮直流控制策略對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性 的影響分析方法，本發(fā)明是一種簡單且較為精確的工程實(shí)用方法，對于 把握直流控制對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影響機(jī)理、途徑和規(guī)律以及增 強(qiáng)交直流系統(tǒng)的智能運(yùn)行與柔性控制具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明考慮直流控制策略對直流系統(tǒng)無 功動態(tài)特性的影響分析方法，包括有如下步驟：

1)確定影響直流系統(tǒng)無功動態(tài)的因素；

根據(jù)直流系統(tǒng)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程，直流系統(tǒng)消耗的無功可以由式(1)求得：

由式(1)可知，直流系統(tǒng)無功隨著換流母線電壓、直流電流和觸發(fā) 角的增大而增加，因此，任何造成上述三個(gè)變量變化的操作或擾動都會 引起直流系統(tǒng)無功的動態(tài)響應(yīng)；

2)利用PSCAD/EMTDC基于實(shí)際參數(shù)建立包含詳細(xì)直流控制的直流系 統(tǒng)模型；

考察直流控制對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影響，對交流系統(tǒng)采用簡 化模型即電壓源串聯(lián)阻抗模型，直流系統(tǒng)采用詳細(xì)電磁暫態(tài)模型，接線 方式為雙極12脈動，參數(shù)采用實(shí)際直流工程的額定運(yùn)行參數(shù)；

3)提出直流系統(tǒng)遭受擾動時(shí)換流器觸發(fā)角保持為受擾前數(shù)值，選擇 交流濾波器投切、功率緊急提升、降功率運(yùn)行、降壓運(yùn)行、換流母線故 障、直流線路故障和直流換相失敗7種場景檢驗(yàn)直流系統(tǒng)無功動態(tài)響應(yīng)；

4)用直流控制方式分析直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性：

5)優(yōu)化直流控制參數(shù)，降低換相失敗恢復(fù)過程中無功超調(diào)量的影響。

本發(fā)明重點(diǎn)分析接入受端交流系統(tǒng)后直流發(fā)生換相失敗的場景下 直流系統(tǒng)的無功動態(tài)響應(yīng)。本發(fā)明提出利用PSCAD/EMTDC建立基于實(shí)際 參數(shù)和包含詳細(xì)直流控制的直流系統(tǒng)模型，通過與直流系統(tǒng)固有的無功 動態(tài)特性對比，揭示整流側(cè)定電流控制、逆變側(cè)定電壓控制和定熄弧角 控制等對無功動態(tài)特性的影響機(jī)理和途徑，并提出針對換相失敗恢復(fù)過 程中的無功超調(diào)量的控制規(guī)律。本方法僅需借助PSCAD/EMTDC建立含詳 細(xì)直流控制的直流系統(tǒng)模型，對兩端交流系統(tǒng)則可作適當(dāng)簡化，從而為 分析直流控制對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影響提供了一種簡單且較為 精確的工程實(shí)用方法，對于把握直流控制對直流系統(tǒng)無功動態(tài)特性的影 響機(jī)理、途徑和規(guī)律以及增強(qiáng)交直流系統(tǒng)的智能運(yùn)行與柔性控制有重大 的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說明

圖1為直流控制的直流系統(tǒng)模型示意圖。

圖2為直流控制極控制層控制功能示意圖。

圖3為直流電流參考值I_dref增加調(diào)制量ΔI_dref來改變電流參考值的幅 值和形狀的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。

1、確定影響直流系統(tǒng)無功動態(tài)的因素。