[发明专利]一种自适应的HVDC紧急功率支援方法

说明书

本发明提出了一种基于交直流互联电力系统区域内不平衡功率实时估计的HVDC自适应紧急功率支援方法，用以解决交直流互联电力系统在故障或者扰动情况下导致的发电机功角振荡问题。本发明通过建立系统扰动下区域内不平衡功率的扩张状态观测器，并对观测器参数进行设置，实现不平衡功率的实时准确估计。对直流紧急功率支援限制因素进行分析，进而对紧急功率支援量进行优化，形成最终功率支援量，然后，基于功率支援阶梯递增原则，最终实现功率支援的目标。本发明相比于传统定值紧急功率支援方法，由于能够实时估计系统的不平衡功率，从而实时调节功率支援量，因此，能够实现动态最优功率支援目标。

技术领域

本发明涉及高压直流输电附加暂态控制的技术领域，具体涉及一种自适应的HVDC紧急功率支援方法。

背景技术

西电东送、南北互供的全国联网格局已初步形成。电网大规模互联使电网局部发生的扰动，将很快波及到邻近的广大区域。目前，以高压直流进行区域电网互联是近年来电网发展的主要形式，由于直流的快速调节特性和过载能力，从而可以对直流的进行附加控制，抑制电网扰动，提高互联电网的安全稳定性。国内外大量的专家学者针对该方面进行了广泛研究。紧急功率支援是针对互联电力系统，由于故障或扰动，出现较大的功率过剩或功率缺额的紧急控制措施。通过直流的快速提升或回降功能，抑制发电机功角的首摆和后续摆的稳定。从已有的研究中可以看出，现有紧急功率支援的提升量和回降量，主要是根据经验来确定，并没有给出具体计算方法，并且在紧急功率支援的时候，支援量基本上都是固定值。而实际系统中，不平衡功率由于系统自身调节作用，负荷响应作用等因素，功率的不平衡是实时动态变化的。

发明内容

针对现有紧急功率支援的提升量和回降量，主要是根据经验来确定，并没有给出具体计算方法；并且在紧急功率支援的时候，支援量基本上都是固定值，不能够完全自适应的实现动态最优功率支援的技术问题，本发明提供一种自适应的HVDC紧急功率支援方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种自适应的HVDC紧急功率支援方法，步骤如下：

S1，求取电力系统区域内系统等值惯性中心的等值角速度ω_COI，计算公式为：

其中，M_JT为电力系统区域内全部发电机惯性时间常数之和，M_Ji为第i台发电机的惯性时间常数；而系统惯性中心角频率与系统惯性中心频率的关系为ω_COI＝2πf_COI。

S2，建立惯性中心机组频率变化率与功率变化量的数学关系式；

其中，为惯性中心机组频率变化率；P_m为等效机组的机械功率；P_e为等效机组的电磁功率；f₀为系统稳态频率，大小为50Hz；ΔP为区域内功率不平衡量。

S3，将步骤S2中的视为电力系统的扰动量，记为w(t)，则惯性中心机组频率变化率与功率变化量的数学关系式表达为：

公式4表示0输入系统，即控制量u为0。

S4，根据步骤S3，得出惯性中心机组频率变化率与功率变化量的状态方程式；

其中，x₁(t)＝f，

S5，根据步骤S4和扩张状态观测器原理，得到惯性中心机组频率变化率与功率变化量的扩张状态观测器方程式；