[发明专利]一种基于灵敏度的多直流紧急协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电网在线安全稳定控制领域，是一种适用于复杂多直流电网的在线多直流协调控制方法。

背景技术

随着我国西电东送规模不断扩大，拥有多条直流的送端电网日益增多。送端电网普遍存在着经济欠发达、网架结构薄弱、小电网大外送等特点，一旦发生直流双极闭锁故障，为保持系统稳定必须大量切机，造成较大经济损失。

对于含有并联交流联络线的直流多送出系统，当一条直流因直流故障发生双极闭锁时，闭锁直流原本输送大量有功功率向交流线路转移，但是交流断面输送的功率受通道的输电能力限制，导致大量功率输送不出去，造成送端机组转子加速，频率上升，严重者甚至会使送端机组与受端机组失步；另一方面，大量直流功率转移到交流线路上，会使无功需求增加，导致主要交流通道上电压下降，恶化故障期间系统的电压水平。因此，要提高直流双极闭锁后系统的稳定性，一方面要提高送端系统的电压水平；另一方面，可以对非故障直流采用紧急功率提升措施。

通过多直流紧急协调控制手段提升非故障直流功率值可以有效减少切机量。目前还没有成熟的多直流紧急协调控制方法，理论研究也主要是基于离线计算得到的固定的策略表，很难适应电网复杂多变的运行方式。另外，直流紧急提升功率还受到系统电压的制约，往往故障情况下系统电压大幅降低，传统方法难以实现低电压背景下直流功率的紧急提升。

本发明方法是基于如下技术路线：（1）直流双极闭锁后系统失稳本质上是由闭锁的直流的送端机组相对于受端机组失步引起的，因此要提高闭锁后系统的稳定性，可以从提升非故障直流的输送功率以缓解送端最领先的机组的失步。大量仿真分析结果表明，送端最领先的机组一般就是闭锁的直流的整流侧送端机组，因此可以通过离线仿真，得到提升直流功率对提高送端领先（最先失稳的）机组的稳定性的灵敏度，解决提升哪条直流的功率对缓解送端最领先的机组失步效果最明显的问题。对于某个多直流送端电网，若其中一条直流发生双极闭锁时，其余直流能够充分利用其暂态过负荷能力以及长期过负荷能力，承担一部分原有故障直流线路输送的功率，减轻交流系统的负担，势必可以减少直流线路双极闭锁时的切机量，提高电网的稳定性；但是非故障直流的功率提升对缓解送端最领先的机组的失步效果不同，有些直流的功率提升对缓解送端领先机组的失步效果明显，有些不明显，从措施的简洁性考虑，一般选择对缓解送端最领先的机组的失步效果最明显直流进行紧急功率提升即可。（2）针对故障情况下由于系统电压大幅降低影响直流功率提升的问题，提出了同步提升该直流附近机组的励磁电压参考值的方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于灵敏度的多直流紧急协调控制方法，该方法可以根据电网运行实时情况在线计算形成控制策略表，以实现准确控制。

本发明目的通过下列步骤实现：

(1)    从能量管理系统EMS得到当前电网网架拓补数据和各条直流功率值，形成实时计算数据；

(2)    通过在线计算，得到各条直流故障后其余直流紧急提升功率值对于提高送端领先机组的稳定性的灵敏度，并根据灵敏度排序得到多直流紧急协调控制策略表；

(3)    不断滚动在线计算，根据最新的灵敏度结果更新多直流紧急协调控制策略表；

(4)    一旦发生直流闭锁故障，根据最新的直流紧急协调控制策略表启动直流紧急协调控制：优先启动策略表上灵敏度最高的直流功率提升，同时向该直流附近机组发出提升机组励磁电压参考值的信号；若机组强励失败导致直流功率提升无法完成，则由策略表上灵敏度第二高的直流功率提升，同时向该直流附近机组发出提升励磁电压信号；依此类推。

本发明上述第2步骤中的直流紧急提升功率值对于提高送端领先机组的稳定性的灵敏度计算方法如下：

(1)    依次仿真计算各回直流双极闭锁故障对应的机组功角曲线，分别把最先失去稳定的发电机组确定为各回直流故障后对应的领先机组，领先机组在t时刻与参考机组之间的相角差计为δ(t,0)。

(2)    首先针对直流D1计算：D1双极闭锁后，若紧急提升直流Di的功率（提升量为ΔP），同时提升Di附近机组的励磁电压，得到机组功角曲线，计算出此时领先机组在t时刻与参考机组之间的相角差δ(t, ΔP)；则D1双极闭锁后，Di紧急提升功率值对于提高送端领先机组的稳定性的灵敏度S(1,i)计算公式如下：S(1,i)=[δ(t, ΔP)-δ(t,0)]/ ΔP