[发明专利]考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统紧急负荷控制技术领域，涉及一种考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法。

背景技术

近年来，中国高压直流输电技术发展迅速，电能远距离输送的规模越来越大，这有利于降低用电成本、保护环境，实现资源优化配置。HVDC(高压直流，high voltage directcurrent)极大地改变了现代电网的结构，对于受端系统而言，外来输电所占比例大幅提高，HVDC单极闭锁或双极闭锁将使受端系统出现大量功率缺额，导致系统内发电机减速，频率下降。同时，大功率潮流转移将使得某些线路传送功率超限，并使得相应节点电压偏低，如得不到及时处理将有可能引发连锁故障，甚至系统解列。发电机调频、区域外功率支援及紧急负荷控制等都是应对直流故障的有效措施，其中紧急负荷控制最为常用。

目前，关于紧急负荷控制的现有技术，常以最小切除量或以最小经济代价为目标确定各负荷中心切除量，控制目标单一，缺乏多目标之间的协调，且对系统电压、频率的相互影响关注不够。对于直流受端系统，电压不稳定是换相失败、HVDC闭锁等直流故障的主要原因，负荷控制应使系统具有较好的静态电压稳定裕度，为后续的系统恢复提供有利条件，因此，提高关键节点的电压水平十分重要。另外，2011年中国颁布实施的《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(国务院第599号令)规定，系统切负荷等同于故障损失负荷，电力企业不仅要承担切除负荷造成的直接经济损失，还需要根据事故评级缴纳相应数额的罚金，因此，电力企业的事故综合代价为直接经济损失与事故罚金的总和，在制定控制方案时，应使事故综合代价最小，而不仅考虑直接经济损失。目前这方面的研究很少，中国专利申请CN201510589215.6公开了一种协调经济性及切负荷率公平性的紧急负荷控制优化方法，以控制方案的直接经济代价及各负荷中心切负荷率标准差的加权和为目标函数，求解最优控制方案。这种方法能在一定程度上降低了事故综合代价，但该方法由于采用粒子群优化算法，计算量较大，影响了其在工程实践中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的考虑目标较为单一、对受端系统电压稳定性考虑不足以及计算量大的技术缺陷，提供一种考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法，在不增加控制方案综合代价的前提下，尽量提高受端系统的电压稳定性。

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法，包括以下步骤：

(1)获取直流受端系统数据；

(2)计算电压薄弱性指标并识别故障后电压最为薄弱的若干负荷节点；

(3)建立受端系统紧急负荷控制优化问题数学模型并对事故罚款曲线作近似处理；

(4)应用原对偶内点法求解受端系统紧急负荷控制优化问题；

(5)校核紧急负荷控制优化方案的事故综合代价及电压稳定性。

所述的直流受端系统数据包括：各线路阻抗，各负荷中心负荷、可控量上限及代价因子，各联络线输入功率，各变压器、同步发电机数据；设所述的直流受端系统有n台发电机、k个负荷中心，L_i表示负荷中心i的负荷，其中，i＝1,2,…,k；直流受端系统与外部系统之间有m条联络线，其中包括若干条HVDC输电线。

在所述步骤(2)中，所述的计算电压薄弱性指标并识别故障后电压最为薄弱的若干负荷节点，其过程为：

对于直流受端系统，设其导纳矩阵为Y，下标G、T及L分别表示发电机节点、联络节点及负荷节点，Y_GG、Y_TT及Y_LL分别为发电机节点、联络节点及负荷节点的自导纳子矩阵，Y_GL、Y_LG为发电机节点及负荷节点的互导纳子矩阵，Y_TL、Y_LT为联络节点及负荷节点的互导纳子矩阵，Y_GT、Y_TG为发电机节点及联络节点的互导纳子矩阵；U、I表示节点电压与电流向量，U_G、U_L为发电机节点及负荷节点的电压，I_G、I_L为发电机节点及负荷节点的注入电流，可以推出：U_L＝E_open-ZI_L，式中：