[發(fā)明專利]一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110160413.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112952887B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉方;陳瑋;劉嘉蔚;劉陽;茍競;汪榮華;唐權;胥威汀;李婷;王云玲
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)四川省電力公司經(jīng)濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/48;H02J3/24
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明公開了一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法及系統(tǒng)，方法包括建立頻率變化率模型、極值時間模型和頻率變化率等效模型；根據(jù)極值時間模型和頻率變化率等效模型得到爬坡系數(shù)模型；對爬坡系數(shù)模型進行變換，得到頻率極值模型，進而得到送端電網(wǎng)在無緊急功率支援場景下的承載功率；根據(jù)承載功率對送端電網(wǎng)的直流承載能力進行評估。建立緊急功率支援量模型和最大承載功率模型；根據(jù)最大承載功率模型計算得到最大承載功率，進而對送端電網(wǎng)的最大直流承載能力進行評估。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收模塊、模型管理模塊、功率計算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。本發(fā)明可保證送端電網(wǎng)在密集型大容量直流饋出場景下安全穩(wěn)定運行，有利于送端電網(wǎng)直流饋出能力進一步提升。

技術領域

本發(fā)明涉及送端電網(wǎng)直流承載能力評估技術領域，具體涉及一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法及系統(tǒng)。

背景技術

近年來，隨著我國電力行業(yè)對可再生能源的開發(fā)加快，由西部地區(qū)風、光、水等清潔能源基地向中東部負荷中心超遠距離輸送電力的需求逐步增加，更多大容量特高壓直流輸電工程被規(guī)劃和建設。在大容量特高壓直流密集饋入/饋出場景下，送/受端電網(wǎng)可基于直流輸電能力實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置，并基于多回直流異步互聯(lián)緩解部分電網(wǎng)由“強直弱交”輸電特征所造成大電網(wǎng)間的功角穩(wěn)定問題。

然而，隨著大功率電力電子設備額定容量上升，及跨區(qū)送電需求增加，特高壓直流單回容量大幅提升。當該大容量直流出現(xiàn)雙極閉鎖故障時，送端電網(wǎng)可在短時內(nèi)出現(xiàn)巨量有功盈余，導致網(wǎng)內(nèi)頻率急劇升高，甚至觸發(fā)第三道防線“高頻切機”動作。可見，密集型大容量直流饋出場景下送端電網(wǎng)在面臨嚴重的高頻穩(wěn)定問題挑戰(zhàn)的同時，也將制約送端電網(wǎng)直流饋出能力進一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：密集型大容量直流饋出影響送端電網(wǎng)的高頻穩(wěn)定性，目的在于提供一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法及系統(tǒng)，解決送端電網(wǎng)在密集型大容量直流饋出場景下安全穩(wěn)定運行的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法，包括以下步驟：

步驟1：分析直流雙極閉鎖條件下送端電網(wǎng)頻率隨時間的變化規(guī)律，得到送端電網(wǎng)的頻率變化率；

步驟2：分析送端電網(wǎng)頻率從頻率初始值上升到頻率極值所需的時間，得到送端電網(wǎng)的頻率極值時間；

步驟3：對所述頻率變化率進行預處理和平衡量補償，得到頻率變化率等效；

步驟4：將所述等效頻率變化率和所述頻率極值時間結合，得到爬坡系數(shù)；

步驟5：對所述爬坡系數(shù)進行處理得到送端電網(wǎng)的頻率極值；

步驟6：根據(jù)所述頻率極值對送端電網(wǎng)直流承載能力進行評估。

本發(fā)明一種送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法，關鍵在于：基于系統(tǒng)搖擺方程，建立了系統(tǒng)慣量、同步機調(diào)頻能力、負荷阻尼特性等因素對送端電網(wǎng)直流雙極閉鎖故障后系統(tǒng)暫態(tài)頻率極值的影響；基于送端電網(wǎng)頻率穩(wěn)定約束，構建了無緊急功率支援場景下送端電網(wǎng)的單回直流承載能力評估方法；能夠實現(xiàn)在密集型大容量直流饋出場景下對送端電網(wǎng)的直流承載能力進行量化評估，從而保證送端電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

作為對本發(fā)明的進一步描述，當不存在直流緊急功率支援時，所述步驟6所述對送端電網(wǎng)直流承載能力進行評估的方法為：

利用所述頻率極值構造送端電網(wǎng)的直流承載量評估模型；

利用所述直流承載量評估模型得到送端電網(wǎng)在無緊急功率支援場景下的承載功率；

根據(jù)所述承載功率對送端電網(wǎng)在無緊急功率支援場景下的直流承載能力進行評估。

作為對本發(fā)明的進一步描述，在無緊急功率支援場景下送端電網(wǎng)直流承載能力評估方法的基礎上，進一步建立送端電網(wǎng)在緊急功率支援條件下的最大直流承載能力評估方法，通過以下方法實現(xiàn)：