[發明專利]一種抑制交流電網低頻振蕩的功率控制方法和系統

在審

• 申請號: 202011036575.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112186781A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 楊曉楠;郎燕生;張磊;孫博;李森;李靜;李理;劉鵬;羅雅迪;韓鋒;齊洋洋;焦永剛;余一平;吳許晗;閆麗芬;呂閆;馬曉忱;張恒;李章文
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種抑制交流電網低頻振蕩的功率控制方法和系統，當交流電網發生低頻振蕩時，在交流電網低頻振蕩區域內的任意兩條母線之間接入直流支路；獲取交流電網的機組初始出力和直流支路初始輸送功率；將所述機組初始出力和直流支路初始輸送功率作為初始狀態信息代入功率優化模型，對模型進行優化求解得到交流電網的最優機組出力和直流支路的最優輸送功率。本發明在交流電網發生低頻振蕩時，通過在交流電網中接入直流支路并優化交流電網中機組出力和直流支路輸送功率的方式提升交流電網發生低頻振蕩時的阻尼比，進而降低交流電網的振蕩程度，提高交流電網運行穩定性。

技術領域

本發明涉及電力系統安全穩定分析與控制領域，具體涉及一種抑制交流電網低頻振蕩的功率控制方法和系統。

背景技術

區域互聯已經成為電網發展的必然趨勢，電力系統中出力和負荷的調整，有利于應對突發事故，以及保證電網的穩定運行。低頻振蕩問題在電網建立初期很少出現，但是隨著工業化和城市化的發展，電力需求越來越大，整個電網運行往往被動地處于極限運行狀態，低頻率的功率波動問題開始困擾電力行業。電力系統的運行方式多變，擾動源的增加、機組容量的增加和遠距離的電能輸送等各種因素都在威脅電網的安全穩定運行。

一般電力系統的低頻振蕩指的是電力系統發電機組經傳輸線路并列運行時，在擾動下會發生發電機組轉子間的相對擺動，并在缺乏阻尼是引起持續振蕩，此時輸電線路上功率也會發生相應振蕩，由于其振蕩頻率低，約為0.2HZ至2.5HZ，故稱為低頻振蕩；

電力系統的低頻振蕩一般分為兩類，一類是局部振蕩，另一類是區域振蕩；局部振蕩是指場站內的機組之間或電氣距離較近的場站機組之間的振蕩，這種振蕩局限在區域內，其影響范圍較小且易消除。這種振蕩頻率約在0.7HZ至2.5HZ之間；區域振蕩是指一部分機群相對于另一部分機群的振蕩，在聯系較弱的互聯系統中，耦合的兩個或多個發電機群間常發生低頻振蕩。由于電氣距離較大，同時發電機組群的等值發電機組的慣性時間常數較大，其振蕩頻率約在0.2HZ至0.7HZ之間；這里主要針對的是區域低頻振蕩。

因為區間的振蕩阻尼比與振蕩程度呈現反比趨勢，可以采取提高區間的振蕩阻尼比的方式來抑制電力系統低頻振蕩，而發生低頻振蕩的區域的振蕩模式可能有很多種，且每種振蕩模式的振蕩阻尼比可能不同，我們認為提高各種振蕩模式對應的振蕩阻尼比之中最弱的振蕩阻尼比，就可以達到了抑制電力系統低頻振蕩的效果。

現有技術中采用電力系統穩定器(PSS)提高大電網區間振蕩模式阻尼比，但是這種方法存在限制難以實現在線調整。

目前，還沒有除上述技術之外的其它技術被提出。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種抑制交流電網低頻振蕩的功率控制方法和系統，該方法在交流電網發生低頻振蕩時，通過在交流電網中接入直流支路并優化交流電網中機組出力和直流支路輸送功率的方式提升交流電網發生低頻振蕩時的阻尼比，進而降低交流電網的振蕩程度，提高交流電網運行穩定性。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種抑制交流電網低頻振蕩的功率優化方法，其改進之處在于，所述方法包括：

當交流電網發生低頻振蕩時，在交流電網低頻振蕩區域內的任意兩條母線之間接入直流支路；

獲取交流電網的機組初始出力和直流支路初始輸送功率；

將所述機組初始出力和直流支路初始輸送功率作為初始狀態信息代入功率優化模型，對模型進行優化求解得到交流電網的最優機組出力和直流支路的最優輸送功率；

其中，所述功率優化模型是基于以接入了直流支路的交流電網歷史的機組出力和直流支路輸送功率構建的初始狀態集、預設動作集，采用強化學習算法對強化學習網絡進行訓練得到的。