[發明專利]一種考慮高壓直流輸電系統參與的黑啟動方法

有效

• 申請號: 201711380075.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107910887B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 羅鋼;劉崇茹;李欣蔚;婁源媛;錢峰;吳國炳;楊國銀;李力
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力調度控制中心;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明公開了屬于電力系統運行和控制技術領域的一種考慮高壓直流輸電系統參與的黑啟動方法。所述方法通過建立網絡連接模型計算各支路權值與最短加權路徑，通過判斷直流有效慣性常數和換流母線處的短路容量是否滿足直流系統啟動條件以簡化啟動過程；建立啟動優先級指標以及黑啟動恢復優化模型計算最優潮流值，根據計算結果是否收斂判定啟動方式，最后更新該電力網絡的數據參數，重復上述過程直至電力網絡中所有待啟動發電機均啟動成功。該方法充分考慮啟動高壓直流輸電系統對當前電力網絡的影響因素，以較為簡便的方式快速判斷是否可以啟動高壓直流輸電系統，在保證電力系統穩定的情況下，加快了電力網絡的黑啟動過程。

技術領域

本發明屬于電力系統運行和控制技術領域，尤其涉及一種考慮高壓直流輸電系統參與的黑啟動方法。

背景技術

電力系統是公認的最復雜的人造系統，作為一個網絡結構，局部故障誘發的連鎖反應會導致大面積停電，甚至導致整個電網崩潰，造成巨大的經濟損失。當大型事故發生導致電網全黑時，故障后的迅速恢復，是現代電力系統運行和規劃面臨的重大問題，實現電網自我恢復是保證網絡復雜性和安全性兼得的必然選擇。目前，電網的自愈能力被公認為是未來智能電網的核心特征，大量智能電網的功能都是建立在實現自愈的基礎之上。實現電網自愈，將極大地提高電力系統的可靠性和安全性，滿足用戶的需求。我國大部分電網已經形成多回超高壓交直流大通道，輸電能力和實際送電規模可以超過千兆瓦，這些電網屬于復雜的交直流混合電網。隨著電網復雜程度的提高以及負荷的不斷加重，電網穩定運行的裕度減小。同時，由于網內存在交直流系統安全性問題，局部地區電壓調控困難，一旦發生多重復雜故障、重要線路安全自動裝置拒動和誤動等嚴重故障，大面積停電事故發生的可能性依然存在。減小故障損失在很大程度上依賴于系統的恢復速度，但目前傳統電網自愈方案均利用水電和小型燃油機組提供啟動電源，小型燃油機組容量有限，而水電機組受地域性影響大，難以按照最合理的方式布置。鑒于直流輸電具有輸送功率大、啟動速度快、調節響應好、可控性強等優點，將直流輸電系統應用于黑啟動對提高電網內部自愈恢復速度具有積極作用，有助于電網在更短的時間內恢復供電。目前對黑啟動階段啟動高壓直流輸電系統的解鎖模式、啟動條件和控制方法有所研究，但是對高壓直流輸電系統啟動的時間、啟動條件的判斷及其在電網中的位置對系統恢復的影響尚缺少定性及定量評估的方法。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種考慮高壓直流輸電系統加入的黑啟動方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：讀入待啟動電力網絡中母線、線路、變壓器、高抗、發電機、重要負荷和直流落點的數據參數，建立網絡連接模型；

步驟2：考慮支路的充電功率、高壓電抗器容量和支路的啟動時間，計算步驟1建立的網絡連接模型中各個支路權值；

步驟3：采用迪杰斯特拉算法計算網絡連接模型中各節點間的最短加權路徑，搜索電力網絡，得到所有高壓直流輸電系統直流落點和待啟動發電機的最優啟動路徑；

步驟4：判斷直流有效慣性常數是否滿足高壓直流輸電系統的啟動條件，對所有高壓直流輸電系統是否可以啟動進行初步判斷，若滿足啟動條件，記錄所有滿足該啟動條件的高壓直流輸電系統，若沒有滿足該啟動條件的高壓直流輸電系統，則按照常規發電機啟動方法啟動發電機；

步驟5：判斷換流母線處的短路容量是否滿足高壓直流輸電系統的啟動條件，對所有高壓直流輸電系統是否可以啟動進行終極判斷，若滿足啟動條件，記錄所有滿足該啟動條件的高壓直流輸電系統，若沒有滿足該啟動條件的高壓直流輸電系統，則按照常規發電機啟動方法啟動發電機；

步驟6：綜合考慮啟動高壓直流輸電系統路徑和影響交流系統穩定性因素，建立高壓直流輸電系統的啟動優先級指標；

步驟7：建立黑啟動恢復優化模型，采用原對偶內點算法對模型求解得到最優潮流值，若得到的最優潮流值收斂，則啟動該高壓直流輸電系統；否則，選擇下一個符合啟動條件的高壓直流輸電系統重復該步驟；若所有高壓直流輸電系統的最優潮流值均不收斂，則按照常規發電機啟動方法進行啟動；