[发明专利]一种基于广义动力学原理的直流系统紧急功率支援方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交直流电力系统运行控制方法，具体讲涉及一种基于广义动力学原理的高压直流输电系统紧急功率支援方法。

背景技术

近年来，受益于电力电子技术、控制理论和计算机技术的快速发展，高压直流输电（HVDC）技术己经日趋成熟，直流输电成本不断下降，运行可靠性逐步提高。

高压直流输电系统具有控制灵活、调节速度快的特点，已有研究表明，高压直流输电系统具备紧急功率支援的能力，并且与交流系统的紧急控制措施相比，利用直流系统的紧急功率支援来改善大扰动下交直流系统的稳定性，控制代价更小，控制也更快速、可靠。但是，紧急功率支援的时间、数量等因素对支援效果起着决定性的作用，如何能够实时的确定合适的功率支援数量有待进一步研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高压直流输电紧急功率支援方法，该方法根据扰动后交直流系统的功角、电压、功率等信息，实时的计算出合适的直流紧急功率支援数量，从而控制高压直流输电系统对交流系统进行紧急功率支援，提高扰动后交直流系统的暂态稳定性。在t时刻，根据系统在扰动后不同阶段的运动特征，确定其目标运动状态，并根据系统的当前速度和目标速度的偏差，求得使系统达到目标运行状态的冲量，从而确定HVDC在t～t+△t时段内的功率支援量。在t+△t时刻重新计算、调节，直至系统恢复稳定。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种基于广义动力学原理的直流系统紧急功率支援方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）初始化，获取t₀时刻相关参数并建立该时刻交直流系统广义动力学模型；

（2）用交流系统t_n时刻参数，建立该时刻交直流系统广义动力学模型；

（3）判断所述系统t_n时刻状态；

（4）计算所述系统t_n时刻相关参数；

（5）计算摆动状态下的直流功率支援量。

优选的，所述步骤（1）包括获取扰动发生前惯量中心功角、变量n和标志变量h置零，并获取t₀时刻交流系统惯量中心功角、机械功率和电磁功率，建立t₀时刻交直流系统广义动力学模型。

优选的，所述步骤（2）包括：

令n=n+1，t_n=t_n-1+△t，获取t_n时刻的交流系统惯量中心功角、机械功率和电磁功率，建立该时刻交直流系统广义动力学模型。

优选的，所述步骤（3）包括：

两系统处于平衡位置且相对速度为零，判断此时交直流系统已经恢复稳定，将直流功率调节量置0，控制结束；和

两系统处于不平衡位置或两系统相对速度不为零，判断此时交直流系统未恢复稳定。

优选的，所述步骤（4）包括：

获取换流站交流母线电压、短路容量、直流功率回降下限值和直流功率调节速率参数，采用公式计算系统等值惯性参数；采用公式计算最大功率支援量。

优选的，所述步骤（5）包括判断系统处于正摆还是回摆阶段。