[发明专利]一种交直流输电线路中交流系统故障的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行控制领域，特别涉及到交直流混联系统输电的安全稳定控制与直流紧急功率控制的配合问题。

背景技术

高电压等级、长距离的直流输电技术是解决我国一次能源和负荷分布不均衡矛盾的有效途径，未来几年我国将大规模建设一系列的超高压、特高压直流输电工程以缓解电力供需矛盾，交直流混联输电系统将在我国多个省、地区的电网结构中存在。

直流输电系统在控制系统调节作用下，具有快速的有功功率调节能力，充分合理地利用该功能，可提高大扰动暂态稳定水平，改善受扰后动态恢复特性。在多直流集中送出或馈入的电网，主网架规划除考虑安全性、可靠性等因素外，还需进一步考虑多回直流之间以及交直流之间潮流灵活转运的紧急功率支援能力。

常规高压直流输电系统具有1.1倍的长期过载能力和3s的1.5倍短时过载能力，可供支援直流容量较大，在交流系统遭受严重故障情况下，利用高压直流的短时过载能力，可以弥补暂态过程中送端和受端的功率不平衡量，提高系统的暂态功角稳定性，相应的也能改善由于功率失衡而引起的电压波动和低电压持续时间过长的现象。

中国发明申请号201210088791.9的“一种基于直流功率紧急控制的交直流协调控制方法”，该方法主要涉及到交直流输电线路的功率优化分配控制原则，并没有提出利用直流紧急功率控制与安全稳定控制的配合方案。

中国发明申请号201210444402.1的“适应直流紧急功率支援的网架优化方法”，该方法主要是从使用多直流紧急功率支援的角度分析网架结构优化的问题，关于直流紧急功率控制对交流系统故障的影响方面的问题没有涉及。

鉴于以上分析，通过对电网交直流同时运行的问题展开研究，提出一种直流紧急功率控制与安全稳定控制策略的配合方法，从而实现对交流系统故障的有效处理。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种交直流输电线路中交流系统故障的处理方法，其将直流紧急功率控制与安全稳定控制策略相结合，在发生交流系统故障后采用直流紧急功率控制的方法来减少系统的总切机量，提高电网运行的整体经济效益。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种交直流输电线路中交流系统故障的处理方法，包括如下步骤：

（1）获取电网实际运行数据；

（2）获取直流线路实时输送的功率值，并按照直流设计的过负荷能力，确定直流系统可瞬时提升或降低的功率值，设计直流紧急功率控制的传递函数；

（3）通过离线计算的方式得到交流系统故障下采取直流紧急功率控制情况下所需的切机量，由离线计算结果推出直流紧急功率控制对交流系统故障的作用效果，制定离线控制策略；

（4）当发生交流系统故障时，根据离线控制策略判断是否需要采取直流紧急功率控制，若不需要，则不发信号给直流功率控制装置，若需要紧急功率提升，则根据制定的离线控制策略将需要提升的功率数值传给直流功率调制控制器，同时安全稳定控制装置根据离线控制策略采取切机或切负荷措施。

上述步骤（2）中，设计直流紧急功率控制的传递函数时，线路输入功率选择输电断面的线路作为输入，依次经过惯性环节、滤波环节、隔直环节、超前滞后环节和限幅环节，再输出调制的有功功率。

上述步骤（3）具体包括如下内容：

（31）扫描重要交流输电断面、重要交流线路的N-2故障或组合故障，确定直流紧急功率控制对哪些交流系统故障作用比较明显；

（32）确定交流系统故障下直流紧急功率控制对故障后安全稳定控制切机量的影响，是否可以减少系统故障后的切机量；

（33）通过离线仿真计算哪些交流系统故障能够采用直流紧急功率控制，写入离线控制策略。

采用上述方案后，本发明通过将直流紧急功率控制与安全稳定控制策略相配合，在交直流系统同时运行时，交流系统发生严重故障后，通过直流启用紧急功率控制，从而减少故障后安全稳定控制装置的切机量，瞬时提升或降低输送功率，维持系统稳定，提高电网运行的整体经济效益。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中直流紧急功率控制与安全稳定控制配合的流程图；

图3是本发明中直流紧急功率控制的传递函数示意图；

其中：

S：复频率；

P_LINE：有功输入量，可以取某条线路的功率，也可以取某个断面的总输电功率之和；

T_mesR：频率测量时间常数（秒）；

T_W：隔直环节时间常数（秒）；