[发明专利]一种考虑高压直流输电系统参与的黑启动方法

说明书

本发明公开了属于电力系统运行和控制技术领域的一种考虑高压直流输电系统参与的黑启动方法。所述方法通过建立网络连接模型计算各支路权值与最短加权路径，通过判断直流有效惯性常数和换流母线处的短路容量是否满足直流系统启动条件以简化启动过程；建立启动优先级指标以及黑启动恢复优化模型计算最优潮流值，根据计算结果是否收敛判定启动方式，最后更新该电力网络的数据参数，重复上述过程直至电力网络中所有待启动发电机均启动成功。该方法充分考虑启动高压直流输电系统对当前电力网络的影响因素，以较为简便的方式快速判断是否可以启动高压直流输电系统，在保证电力系统稳定的情况下，加快了电力网络的黑启动过程。

技术领域

本发明属于电力系统运行和控制技术领域，尤其涉及一种考虑高压直流输电系统参与的黑启动方法。

背景技术

电力系统是公认的最复杂的人造系统，作为一个网络结构，局部故障诱发的连锁反应会导致大面积停电，甚至导致整个电网崩溃，造成巨大的经济损失。当大型事故发生导致电网全黑时，故障后的迅速恢复，是现代电力系统运行和规划面临的重大问题，实现电网自我恢复是保证网络复杂性和安全性兼得的必然选择。目前，电网的自愈能力被公认为是未来智能电网的核心特征，大量智能电网的功能都是建立在实现自愈的基础之上。实现电网自愈，将极大地提高电力系统的可靠性和安全性，满足用户的需求。我国大部分电网已经形成多回超高压交直流大通道，输电能力和实际送电规模可以超过千兆瓦，这些电网属于复杂的交直流混合电网。随着电网复杂程度的提高以及负荷的不断加重，电网稳定运行的裕度减小。同时，由于网内存在交直流系统安全性问题，局部地区电压调控困难，一旦发生多重复杂故障、重要线路安全自动装置拒动和误动等严重故障，大面积停电事故发生的可能性依然存在。减小故障损失在很大程度上依赖于系统的恢复速度，但目前传统电网自愈方案均利用水电和小型燃油机组提供启动电源，小型燃油机组容量有限，而水电机组受地域性影响大，难以按照最合理的方式布置。鉴于直流输电具有输送功率大、启动速度快、调节响应好、可控性强等优点，将直流输电系统应用于黑启动对提高电网内部自愈恢复速度具有积极作用，有助于电网在更短的时间内恢复供电。目前对黑启动阶段启动高压直流输电系统的解锁模式、启动条件和控制方法有所研究，但是对高压直流输电系统启动的时间、启动条件的判断及其在电网中的位置对系统恢复的影响尚缺少定性及定量评估的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种考虑高压直流输电系统加入的黑启动方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：读入待启动电力网络中母线、线路、变压器、高抗、发电机、重要负荷和直流落点的数据参数，建立网络连接模型；

步骤2：考虑支路的充电功率、高压电抗器容量和支路的启动时间，计算步骤1建立的网络连接模型中各个支路权值；

步骤3：采用迪杰斯特拉算法计算网络连接模型中各节点间的最短加权路径，搜索电力网络，得到所有高压直流输电系统直流落点和待启动发电机的最优启动路径；

步骤4：判断直流有效惯性常数是否满足高压直流输电系统的启动条件，对所有高压直流输电系统是否可以启动进行初步判断，若满足启动条件，记录所有满足该启动条件的高压直流输电系统，若没有满足该启动条件的高压直流输电系统，则按照常规发电机启动方法启动发电机；

步骤5：判断换流母线处的短路容量是否满足高压直流输电系统的启动条件，对所有高压直流输电系统是否可以启动进行终极判断，若满足启动条件，记录所有满足该启动条件的高压直流输电系统，若没有满足该启动条件的高压直流输电系统，则按照常规发电机启动方法启动发电机；

步骤6：综合考虑启动高压直流输电系统路径和影响交流系统稳定性因素，建立高压直流输电系统的启动优先级指标；

步骤7：建立黑启动恢复优化模型，采用原对偶内点算法对模型求解得到最优潮流值，若得到的最优潮流值收敛，则启动该高压直流输电系统；否则，选择下一个符合启动条件的高压直流输电系统重复该步骤；若所有高压直流输电系统的最优潮流值均不收敛，则按照常规发电机启动方法进行启动；