[发明专利]多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法及其系统。

背景技术

维持电力系统的频率稳定是电力系统安全稳定运行的主要目标。大规模电网的多区域互联、交直流混联运行等给电力系统频率稳定带来了新的挑战。随着我国电网一体化特征不断凸显，直流跨区域输送容量持续增大，交直流、送受端电网耦合关系日益密切，故障对电网的影响由局部转为全局。最近的电网运行数据表明，特高压直流闭锁故障容易引起互联电网的频率稳定问题。例如，2015年9月19日21：58，锦苏特高压直流双极因直流分压器电路板间隙被击穿导致线路欠压保护动作，锦苏直流双极闭锁，受端电网损失功率4900MW。事故后，系统频率快速跌落，经过12s，华东电网频率从49.97Hz跌至最低49.563Hz，为近10年来首次跌破49.8Hz。故障后通过机组一次调频和自动发电控制(Automatic Generation Control，简称为AGC)的作用，系统频率得到恢复。由于馈入直流容量占比逐渐增大，电网同步转动惯量逐渐减小，这导致的系统稳定调节能力不断弱化，单回直流闭锁就有可能触发低频减载动作，这使得电网的频率稳定受到严峻考验。

针对特高压直流闭锁后的电网频率稳定问题，目前的频率紧急协调控制系统主要由协控运行主站、多直流协调控制系统、负荷控制系统、抽蓄切泵控制系统四大部分组成，以实现直流协调控制、安控切抽蓄机组、负荷控制等功能。具体在确定低频减载策略时有学者利用SFR模型及其扩展模型整定低频减载，可一定程度上反应调速系统作用，但该线性模型无法完全反应旋转备用的影响，在实际应用中的效果尚待研究。还有学者在研究系统频率控制策略时将系统频率动态简化为解析的指数模型以整定低频减载，因而利用传统方法整定低频减载简单易行，但是由于模型过于简化且未能与直流调制、切泵其他频率控制措施统筹协调，使得整定方案较为粗糙。现行直流闭锁安控措施针对单一直流闭锁整定，对严重故障方式下多回直流相继闭锁等问题考虑不足，可能造成严重故障形式下调制措施量不足而造成负荷的大量损失，难以满足电网安全稳定运行的需要。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供了一种多直流馈入区域电网频率紧急控制策略仿真方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：建立指定运行方式下的多直流馈入区域电网仿真数据模型，并确定频率紧急控制策略的启动值f_r，延时t_r，以及区域电网要求的频率恢复值为f_s；建立多直流馈入区域电网出现低频现象的故障集；

步骤2：仿真分析预定故障下区域电网频率下跌情况，若频率和延时满足相应条件，则启动频紧急控制，转入步骤3；若频率和延时不满足相应条件，则仿真分析下一个预定故障；

步骤3：确定区域电网直流调制量、切泵切负荷执行量，按照最大可执行量形成单个措施组成的频率紧急控制策略表，仿真分析预定故障下采取单个措施的频率恢复效果。

步骤4：若单个措施下的恢复频率不满足相应条件，仿真分析预定故障下采取组合措施的频率恢复效果，并按频率恢复值和措施执行量进行优选排序，形成该指定方式下频率紧急控制策略表。

所述步骤1中频率紧急控制策略的启动值f_r＝f_s+r，其中，r为裕度量，f_s为低频减载基本轮第一轮设定值和特殊轮第一轮设定值中较大者。

所述步骤1中故障集中包含的故障包括以下故障中的一种或多种：单回直流单极或双极闭锁故障、多回直流同时双极闭锁故障、多回直流不同间隔时间相继双极闭锁故障、电厂全停故障等。

所述步骤2中仿真监视预定故障下区域电网实时频率f、以及f低于f_r的持续时间t，启动频率紧急控制应同时满足以下判据：

1)f＜f_r；

2)t＞t_r。

所述步骤3中单个频率紧急控制措施包括：

1)馈入直流：以2小时1.05倍过负荷能力提升非故障直流受入功率；

2)馈入直流：以3秒1.2倍过负荷能力提升非故障直流受入功率；

3)馈入直流：以分钟级1.1倍持续过负荷能力提升非故障直流受入功率；

4)送出直流：控制送出直流功率紧急降落，最低可降至额定功率的10％；

5)联切故障省份电泵和负荷；

6)联切整个区域电网电泵或负荷。

所述步骤3包括以下步骤：