[發明專利]一種自適應的HVDC緊急功率支援方法

有效

• 申請號: 201710691043.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107294127B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 李從善;金楠;和萍;孔漢;楊存祥;陶玉昆;張志艷
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

本發明提出了一種基于交直流互聯電力系統區域內不平衡功率實時估計的HVDC自適應緊急功率支援方法，用以解決交直流互聯電力系統在故障或者擾動情況下導致的發電機功角振蕩問題。本發明通過建立系統擾動下區域內不平衡功率的擴張狀態觀測器，并對觀測器參數進行設置，實現不平衡功率的實時準確估計。對直流緊急功率支援限制因素進行分析，進而對緊急功率支援量進行優化，形成最終功率支援量，然后，基于功率支援階梯遞增原則，最終實現功率支援的目標。本發明相比于傳統定值緊急功率支援方法，由于能夠實時估計系統的不平衡功率，從而實時調節功率支援量，因此，能夠實現動態最優功率支援目標。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電附加暫態控制的技術領域，具體涉及一種自適應的HVDC緊急功率支援方法。

背景技術

西電東送、南北互供的全國聯網格局已初步形成。電網大規模互聯使電網局部發生的擾動，將很快波及到鄰近的廣大區域。目前，以高壓直流進行區域電網互聯是近年來電網發展的主要形式，由于直流的快速調節特性和過載能力，從而可以對直流的進行附加控制，抑制電網擾動，提高互聯電網的安全穩定性。國內外大量的專家學者針對該方面進行了廣泛研究。緊急功率支援是針對互聯電力系統，由于故障或擾動，出現較大的功率過剩或功率缺額的緊急控制措施。通過直流的快速提升或回降功能，抑制發電機功角的首擺和后續擺的穩定。從已有的研究中可以看出，現有緊急功率支援的提升量和回降量，主要是根據經驗來確定，并沒有給出具體計算方法，并且在緊急功率支援的時候，支援量基本上都是固定值。而實際系統中，不平衡功率由于系統自身調節作用，負荷響應作用等因素，功率的不平衡是實時動態變化的。

發明內容

針對現有緊急功率支援的提升量和回降量，主要是根據經驗來確定，并沒有給出具體計算方法；并且在緊急功率支援的時候，支援量基本上都是固定值，不能夠完全自適應的實現動態最優功率支援的技術問題，本發明提供一種自適應的HVDC緊急功率支援方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種自適應的HVDC緊急功率支援方法，步驟如下：

S1，求取電力系統區域內系統等值慣性中心的等值角速度ω_COI，計算公式為：

其中，M_JT為電力系統區域內全部發電機慣性時間常數之和，M_Ji為第i臺發電機的慣性時間常數；而系統慣性中心角頻率與系統慣性中心頻率的關系為ω_COI＝2πf_COI。

S2，建立慣性中心機組頻率變化率與功率變化量的數學關系式；

其中，為慣性中心機組頻率變化率；P_m為等效機組的機械功率；P_e為等效機組的電磁功率；f₀為系統穩態頻率，大小為50Hz；ΔP為區域內功率不平衡量。

S3，將步驟S2中的視為電力系統的擾動量，記為w(t)，則慣性中心機組頻率變化率與功率變化量的數學關系式表達為：

公式4表示0輸入系統，即控制量u為0。

S4，根據步驟S3，得出慣性中心機組頻率變化率與功率變化量的狀態方程式；

其中，x₁(t)＝f，

S5，根據步驟S4和擴張狀態觀測器原理，得到慣性中心機組頻率變化率與功率變化量的擴張狀態觀測器方程式；