[發明專利]一種直流輸電系統穩定性提升的方法

有效

• 申請號: 202010936134.X
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112054549B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 郭春義;林欣;王燕寧;龐博;趙成勇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J1/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種直流輸電系統穩定性提升的方法，首先建立待處理直流輸電系統的狀態空間方程和阻抗模型；向其中代入控制參數數值并計算穩定裕度值，若穩定裕度值小于設定的穩定裕度閾值，則輸出控制參數數值；否則進行控制參數的優化，向狀態空間方程中代入控制參數數值得到狀態矩陣A，對其進行特征值分析得到主導模態，并獲得高參與度控制參數集合；再篩選出高靈敏度控制參數，以靈敏度大小為權重對其進行修正，根據修正后的各高靈敏度控制參數進行穩定裕度值計算，直到穩定裕度值大于設定的穩定裕度閾值為止。上述方法通過對直流輸電系統的控制參數進行優化，提高系統的穩定裕度，從而有效抑制直流輸電系統的振蕩失穩現象。

技術領域

本發明涉及輸配電技術領域，尤其涉及一種直流輸電系統穩定性提升的方法。

背景技術

目前，由于我國能源資源與負荷中心呈逆向分布，因此遠距離、大容量輸電是實現資源優化配置的重要手段，直流輸電技術成為近年來我國重點建設和大力發展的輸電手段。直流輸電系統已成為我國電網重要的組成部分，其穩定性直接影響著整個電網的運行狀態。

近年來的研究表明，直流輸電系統在聯接弱交流電網、系統運行方式改變、控制系統參數配置不合理或其他外界因素擾動等場景下容易出現動態失穩問題。例如在LCC-HVDC系統中，鎖相環增益對其小干擾穩定性有直接影響，該參數配置不合理直接可能導致系統振蕩發散；對于VSC-HVDC系統而言，在弱交流電網下，控制器帶寬的變化將直接影響系統的穩定性；對于MMC-HVDC系統而言，環流抑制、外部主控制器增益等控制參數對其內部諧波穩定性有很大影響，鎖相環、電流環等其他控制器參數設置不合理直接影響其外部穩定性，可能導致出現不同頻段的振蕩問題。因此有必要研究出一種有效控制參數優化的方法，以提高系統的穩定裕度。

發明內容

本發明的目的是提供一種直流輸電系統穩定性提升的方法，該方法能夠基于直流系統穩定裕度的要求，對控制參數進行定向精準優化，提高系統的穩定裕度，從而有效抑制直流輸電系統的振蕩失穩現象。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種直流輸電系統穩定性提升的方法，所述方法包括：

步驟1、根據實際工程需求設定穩定裕度閾值，并建立待處理直流輸電系統的狀態空間方程；

步驟2、根據步驟1得到的狀態空間方程，建立待處理直流輸電系統的阻抗模型；

步驟3、向步驟2得到的阻抗模型中代入控制參數數值，計算待處理直流輸電系統的穩定裕度值，若穩定裕度值小于設定的穩定裕度閾值，則轉入步驟4，否則轉入步驟7；

步驟4、向步驟1得到的狀態空間方程中代入控制參數數值得到狀態矩陣A，對所述狀態矩陣A進行特征值分析得到主導模態，通過對所述主導模態進行參與因子分析獲得高參與度控制參數集合；其中，所述主導模態是對系統當前穩定裕度不足狀態起主導作用的弱阻尼模態；

步驟5、根據所述主導模態對各高參與度控制參數集合的靈敏度，篩選出高靈敏度控制參數，以靈敏度大小為權重確定各高靈敏度控制參數的修正量，對各高靈敏度控制參數進行修正；

步驟6、根據修正后的各高靈敏度控制參數進行穩定裕度值計算，若此時得到的穩定裕度值大于設定的穩定裕度閾值，則轉入步驟7；

步驟7、輸出控制參數數值，結束優化流程，否則繼續進行控制參數的優化，直到穩定裕度值大于設定的穩定裕度閾值為止。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，上述方法通過對直流輸電系統的控制參數進行優化，提高系統的穩定裕度，從而有效抑制直流輸電系統的振蕩失穩現象。

附圖說明