[发明专利]一种直流输电系统闭锁故障送端切机方法及装置

说明书

本发明涉及一种直流输电系统闭锁故障送端切机方法及装置，所述方法包括：当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的送端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后送端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k‑means算法确定送端电网中故障线路，对故障线路中的供电机组进行切机；当直流输电系统的闭锁故障消除时，将送端电网中故障线路中供电机组的有功功率和无功功率分别调节至其额定值。本发明提供的技术方案，加快了电网恢复稳定的速度，提高了电网安全的可靠性，对直流输电系统的建设及故障后的智能调控具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种直流输电系统闭锁故障送端切机方法及装置。

背景技术

目前，国内的风能、太阳能等可再生能源具有分布集中度高、与负荷中心呈逆向分布的特点。采用特高压直流远距离输送电能，有助于优化电网结构，还能在提高输送能力的同时有效地节约输电线路走廊宽度，还可以缓解我国电力工业发展所面临的环境容量问题，最终实现大范围资源优化配置，经济和社会效益十分明显。特高压直流输电工程由于电压等级高、输送距离远、输送容量大等特点往往要穿越大量的山地丘陵以及其他复杂的环境，因此，其遭受雷击以及发生故障的概率就较高。特高压直流输电系统一旦发生闭锁故障，由于送端电网出现大量的功率盈余，可能会导致电网功角失稳，也有可能导致某些断面潮流减轻甚至出现潮流反向超过断面输电极限，进一步导致电网失去稳定，对送端系统造成严重的影响。因此，有必要对特高压直流输电系统发生闭锁故障后的送端系统进行潮流分析，确定闭锁故障后送端系统的潮流变化情况，给出闭锁故障处理的优化切机方法。

现有针对送端故障后切机方法的研究，包括按轮次切机方法、基于轨迹特征根的功率控制灵敏度方法进行切机选择、切除送端直流近区配套电源等策略，但均其有固有缺点。按轮次切机方法中每轮切机选择困难；基于灵敏度方法的切机方法应对特高压直流输电系统的复杂电网时特征矩阵规模过大，时效性不强；切除直流近区配套电源容易引起其他地区的潮流越限问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种直流输电系统闭锁故障送端切机方法及装置，基于K-means算法获取故障线路，并根据送端电网一次调频后的断面功率和送端电网的动态一次调频频率对送端电网中故障线路中供电机组进行切机，加快了电网恢复稳定的速度，提高了电网安全的可靠性，对直流输电系统的建设及故障后的智能调控具有重大的意义。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种直流输电系统闭锁故障送端切机方法，其改进之处在于，所述方法包括：

当直流输电系统发生闭锁故障时，

对于存在断面功率越限和/或频率越限的送端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后送端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定送端电网中故障线路，对故障线路中的供电机组进行切机；

当直流输电系统的闭锁故障消除时，将送端电网中故障线路中供电机组的有功功率和无功功率分别调节至其额定值。

优选的，所述根据直流输电系统发生闭锁故障前后送端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定送端电网中故障线路，包括：

S1.根据直流输电系统发生闭锁故障前后送端电网中机组的有功、无功功率变化量确定送端电网中的待聚类线路；

S2.利用待聚类线路的密度确定聚类中心的坐标；

S3.根据待聚类线路的坐标与聚类中心的坐标间的距离对待聚类线路进行聚类，其中，第j个待聚类线路坐标为j∈[1,N]，N为待聚类线路的总数量，为第j个待聚类线路的有功功率变化量平均值，为第j个待聚类线路的无功功率变化量平均值；

S4.更新聚类中心的坐标；