[发明专利]一种强直弱交联合外送系统直流闭锁优化切机方法

说明书

本申请公开了一种强直弱交联合外送系统在直流闭锁后的优化切机的方法。其中，该方法包括：实时监测直流输电系统的运行状态，根据运行状态，确定在直流闭锁故障前和直流闭锁故障后直流输电系统输送的直流功率损失量；根据直流功率损失量以及电网能够承受的最大功率不平衡量，确定直流闭锁故障后为了保持交流系统频率稳定所需要切除的机组总量；确定直流闭锁故障后的交流送端电网的第一优先切除火电机组功率；在第一优先切除火电机组功率大于或等于机组总量的情况下，确定第一优先切除火电机组功率为保证功角稳定和频率稳定的切机量；以及在第一优先切除火电机组功率小于机组总量的情况下，增加切机量以保障直流闭锁故障后交流系统频率稳定。

技术领域

本申请涉及电力系统运行与控制技术领域，特别是涉及一种强直弱交联合外送系统在直流闭锁后优化切机方法。

背景技术

我国能源资源与能源消耗在地理上逆向分布，除水电资源外，火电、风电等能源基地主要集中在西部和北部地区，且距离东、中部负荷中心远超上千公里，均存在大规模集中开发、大容量远距离输送的客观需求。近些年来，随着新能源发电技术的快速发展，我国风电及光伏并网容量不断增加，结合国家节能减排的现实要求和能源基地大规模电力送出的实际需要，西、北部地区的煤电、风电等多类型电源，通过交直流输电线路进行外送已经成为普遍现实。目前，我国已经相继投运并持续在建了多回风火打捆特高压直流输电工程，其送端均是典型的弱送端交直流外送系统，通过“长链式”网架结构接入主网，汇集新能源和火电电力实现交直流送出，电源支撑缺乏、“弱送端”特征凸显。

直流闭锁故障后，因直流通道受阻送出功率大幅降低甚至为零，直流功率将通过交流外送通道转移，给交流系统造成巨大冲击，引起外送通道两侧机组功角摇摆，若交流初始外送功率较高，将导致交流外送通道两侧机组功角失稳。为保证直流闭锁故障后的功角稳定，需尽快切除送端大量发电机组。另一方面，由于特高压直流输电系统外送功率大，在特高压直流输电系统发生单、双极闭锁等故障扰动后，直流送端电网的频率将快速大幅升高，为保证直流闭锁故障后送端电网的频率稳定，也需组织足量的安控切机措施。

安控切机后换流站短路容量减小，由于潮流大范围回退，直流换流站及交流外送通道近区变电站母线电压升高，有可能会超过设备正常运行电压上限，损坏电气设备；另外，若频率稳定切机位置不当，会恶化交流断面两侧的功角稳定性。因此，直流闭锁故障后如何选择切机位置和顺序，使在保证电网频率稳定的同时兼顾系统暂态稳定性，同时能够降低换流站短路容量减少的程度、减轻因切机带来的大范围功率窜动后局部地区电压失稳、稳态过电压等一系列次生问题，对于安控切机措施的制定、特高压直流输电系统及电网的稳定运行具有重大的现实意义。

针对上述现有技术中存在的直流闭锁故障后的安控切机后由于换流站短路容量大幅降低而导致的换流站及近区电压安全或局部地区电压失稳等问题，以及因频率稳定切机位置不当，会恶化交流断面两侧的功角稳定性的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种强直弱交联合外送系统在直流闭锁后优化切机方法，以解决现有技术中存在的直流闭锁故障后的安控切机后由于换流站短路容量大幅降低而导致的换流站及近区电压安全或局部地区电压失稳等问题，以及因频率稳定切机位置不当，会恶化交流断面两侧的功角稳定性的技术问题。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种强直弱交联合外送系统在直流闭锁后的优化切机方法，包括：实时监测直流输电系统的运行状态，根据运行状态，确定在直流闭锁故障前和直流闭锁故障后直流输电系统输送的直流功率损失量；根据直流功率损失量以及电网能够承受的最大功率不平衡量，确定直流闭锁故障后为了保持交流系统频率稳定所需要切除的机组总量；确定直流闭锁故障后的交流送端电网的第一优先切除火电机组功率，第一优先切除火电机组功率用于为了保证直流闭锁故障后交流系统功角稳定，直流闭锁故障后的交流送端电网的第一次优先切除的火电机组功率；在第一优先切除火电机组功率大于或等于机组总量的情况下，确定第一优先切除火电机组功率为保证功角稳定和频率稳定的切机量；以及在第一优先切除火电机组功率小于机组总量的情况下，增加切机量以保障直流闭锁故障后交流系统频率稳定。