[發明專利]考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法

有效

• 申請號: 201611008014.3
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106786503B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 鞠平;孫大雁;周海強;周榮玲;陳杰會;陳慶;蘇大威;徐春雷
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于電力系統緊急負荷控制技術領域，涉及一種考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法。

背景技術

近年來，中國高壓直流輸電技術發展迅速，電能遠距離輸送的規模越來越大，這有利于降低用電成本、保護環境，實現資源優化配置。HVDC(高壓直流，high voltage directcurrent)極大地改變了現代電網的結構，對于受端系統而言，外來輸電所占比例大幅提高，HVDC單極閉鎖或雙極閉鎖將使受端系統出現大量功率缺額，導致系統內發電機減速，頻率下降。同時，大功率潮流轉移將使得某些線路傳送功率超限，并使得相應節點電壓偏低，如得不到及時處理將有可能引發連鎖故障，甚至系統解列。發電機調頻、區域外功率支援及緊急負荷控制等都是應對直流故障的有效措施，其中緊急負荷控制最為常用。

目前，關于緊急負荷控制的現有技術，常以最小切除量或以最小經濟代價為目標確定各負荷中心切除量，控制目標單一，缺乏多目標之間的協調，且對系統電壓、頻率的相互影響關注不夠。對于直流受端系統，電壓不穩定是換相失敗、HVDC閉鎖等直流故障的主要原因，負荷控制應使系統具有較好的靜態電壓穩定裕度，為后續的系統恢復提供有利條件，因此，提高關鍵節點的電壓水平十分重要。另外，2011年中國頒布實施的《電力安全事故應急處置和調查處理條例》(國務院第599號令)規定，系統切負荷等同于故障損失負荷，電力企業不僅要承擔切除負荷造成的直接經濟損失，還需要根據事故評級繳納相應數額的罰金，因此，電力企業的事故綜合代價為直接經濟損失與事故罰金的總和，在制定控制方案時，應使事故綜合代價最小，而不僅考慮直接經濟損失。目前這方面的研究很少，中國專利申請CN201510589215.6公開了一種協調經濟性及切負荷率公平性的緊急負荷控制優化方法，以控制方案的直接經濟代價及各負荷中心切負荷率標準差的加權和為目標函數，求解最優控制方案。這種方法能在一定程度上降低了事故綜合代價，但該方法由于采用粒子群優化算法，計算量較大，影響了其在工程實踐中的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術所存在的考慮目標較為單一、對受端系統電壓穩定性考慮不足以及計算量大的技術缺陷，提供一種考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法，在不增加控制方案綜合代價的前提下，盡量提高受端系統的電壓穩定性。

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明采用以下技術方案。

本發明的一種考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法，包括以下步驟：

(1)獲取直流受端系統數據；

(2)計算電壓薄弱性指標并識別故障后電壓最為薄弱的若干負荷節點；

(3)建立受端系統緊急負荷控制優化問題數學模型并對事故罰款曲線作近似處理；

(4)應用原對偶內點法求解受端系統緊急負荷控制優化問題；

(5)校核緊急負荷控制優化方案的事故綜合代價及電壓穩定性。

所述的直流受端系統數據包括：各線路阻抗，各負荷中心負荷、可控量上限及代價因子，各聯絡線輸入功率，各變壓器、同步發電機數據；設所述的直流受端系統有n臺發電機、k個負荷中心，L_i表示負荷中心i的負荷，其中，i＝1,2,…,k；直流受端系統與外部系統之間有m條聯絡線，其中包括若干條HVDC輸電線。

在所述步驟(2)中，所述的計算電壓薄弱性指標并識別故障后電壓最為薄弱的若干負荷節點，其過程為：

對于直流受端系統，設其導納矩陣為Y，下標G、T及L分別表示發電機節點、聯絡節點及負荷節點，Y_GG、Y_TT及Y_LL分別為發電機節點、聯絡節點及負荷節點的自導納子矩陣，Y_GL、Y_LG為發電機節點及負荷節點的互導納子矩陣，Y_TL、Y_LT為聯絡節點及負荷節點的互導納子矩陣，Y_GT、Y_TG為發電機節點及聯絡節點的互導納子矩陣；U、I表示節點電壓與電流向量，U_G、U_L為發電機節點及負荷節點的電壓，I_G、I_L為發電機節點及負荷節點的注入電流，可以推出：U_L＝E_open-ZI_L，式中：