[发明专利]一种低压限流控制参数的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电系统低压限流控制参数的优化方法，属于电力系统控制运行保护技术领域。

背景技术

高压直流输电系统的低压限流控制是指在交流换相电压或直流电压降低到一定值时对直流电流进行限制，通过限制直流电流，一方面抑制换流器对无功消耗的需求，另一方面增大超前触发角β从而增大熄弧角γ，以此降低发生后续换相失败的可能性。若对于直流电流的限制过强虽然能降低换流器对无功的需求，但是将阻碍换流器对有功功率传输恢复速度。以往专家学者往往仅对如何降低换流器无功需求或直流传输恢复特性中进行研究，未从两方面定性优化提出可靠的研究方法。如何解决换流器无功消耗及有功传输协调优化问题未进行升入研究。本专利在换流器低压限流控制环节中提出能够在交直流系统故障及其恢复期间大幅降低逆变站对交流系统的无功需求及有功快速恢复提出数学模型量化方案，同时保留了典型低压限流控制能稳定交流电压的特性，有利于减小后续换相失败的可能性。

低压限流控制特性主要受四个参数(ID_L、ID_H、VD_L、VD_H)影响，其整定值根据一系列扰动和低压下运行特性确定。在系统故障运行下，低压限流装置的参数对电压、功角稳定性有功传输、无功需求及流向非常关键。通常ID_H数值恒定为1.0，因此可供优化的参数包括ID_L、VD_L和VD_H三个。与对交直流一次系统的改造相比，对低压限流参数的优化只需付出很小的代价即可对直流系统的恢复产生较好的效果。然而目前低压限流参数的优化手段多限于试凑的方法，依赖于工程经验，效率较低，经典低压限流控制特性折线如图3中改动前曲线所示。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种用于高压直流输电系统中低压限流控制的参数智能优化方法；其目的在于解决直流输电系统故障后换流器抑制无功需求与加快有功恢复之间的协调优化问题；优化低压限流控制参数，智能搜索最优运行点，使所消耗的无功峰值尽可能小，同时有功传输恢复尽可能快，改善直流系统暂态过程中的运行性能。

本发明采取的技术方案是：

一种低压限流控制参数的优化方法，其包括以下步骤：

步骤1、建立兼顾直流有功恢复性能和换流器无功消耗大小的优化目标函数，所述优化目标函数为：

minf(x)＝(ω_pΔE_loss+ω_qΔQ_peak)    (1)

其中：minf(x)为优化目标函数的最小值，ΔE_loss、ΔQ_peak分别为直流有功恢复性能和换流器无功消耗大小，ω_p和ω_q分别为ΔE_loss、ΔQ_peak的权值，且ω_p+ω_q＝1.0；

步骤2、确定可优化的低压限流的控制参数，所述控制参数包括最高电压门槛值VD_H、最低电压门槛值VD_L以及最小电流限定值ID_L三个变量，根据所述三个变量的数值范围形成寻优可行域；

步骤3、通过电磁暂态时域仿真程序嵌入优化算法，获取在所述寻优可行域内的最优低压限流控制参数；

步骤4、通过电磁暂态仿真对比低压限流控制参数原值和最优控制参数下的动态响应，验证优化结果的可行性；

其中：所述步骤3包括：

步骤31、利用电磁暂态仿真程序建立优化目标函数和优化算法的计算模型，并进行初始化；

步骤32、由所述计算模型给出低压限流的一组给定控制参数，根据所述给定控制参数，进行电网络的电磁暂态仿真计算，获取初始优化目标函数值f₁；

步骤33、采用优化算法逐次产生新的控制参数，再次进行电磁暂态仿真计算，获取优化目标函数计算值f_j，当：