[发明专利]基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法

说明书

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，公开了一种基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法。将所研究电网框架内的直流归类分群，计算目标同送同受直流群内各直流间的交互作用因子，根据交互作用因子评估群内各直流间的相互影响程度，选择耦合程度高的直流进行优化；评估同送同受直流群各条直流强度，根据所研究电网区域的数据计算网络等值与节点阻抗矩阵，根据节点阻抗矩阵计算群内各直流的多馈入短路比；根据直流强度、直流动态无功支撑指数、最大换相失败次数计算得到多直流同时换相失败后协调恢复的优先级指标，由小及大排序得到多直流协调恢复的优先级排序。本方法能为电网同送同受直流群的安全稳定运行控制提供策略支持。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，尤其涉及基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法。

背景技术

随着直流输电技术的日益成熟，经济性与可靠性大幅度的提升，直流输电以其功率调节迅速灵活、输电距离不受同步运行稳定性限制的技术优势得到了广泛的应用。近年来，随着大规模的直流工程投运，直流送端、受端落点日益密集，交直流间的耦合作用增强，形成了规模庞大的交直流混联输电系统，电网结构发生深刻变化，电网特性发生巨大改变。

对送端交流系统而言，若受端交流系统故障导致各直流发生同时换相失败或相继换相失败，每条直流都将对送端交流系统造成功率冲击，叠加的巨大的能量冲击将引发送端电压、频率等问题，可能导致直流闭锁、新能源脱网等风险。对受端交流系统而言，若各直流逆变站电气距离近，换流母线的电气耦合紧密，单一交流故障可能引发多回直流同时或相继发生换相失败等严重故障，直流恢复过程中需要的巨大无功将引起受端电网的电压问题，严重影响受端电网安全稳定运行；尤其是同送同受直流的接入系统，单一交流故障导致多回直流同时换相失败会对送端系统造成巨大的功率冲击，引发送端电网频率稳定问题。因此，如何优化同送同受直流同时换相失败后的恢复次序，降低多直流同时换相失败对送端电网的功率冲击、加快换相失败后的直流功率恢复，对送端电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法，拟解决背景技术中提到的技术问题，综合考虑同送同受直流群内各直流间的相互作用、直流自身承受最大换相失败次数、直流受端换流站及其一级断面的动态无功支撑指标，给出了同时换相失败故障下的多直流恢复优先级顺序，为电网安全稳定控制提供策略支持。

解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案；

基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法，包括以下步骤S：

步骤S1：根据含多直流模型及参数的实际电网数据，将该电网框架内的多条直流进行分群，选择同时换相失败对送端电网冲击最大的同送同受直流群作为研究对象，该同送同受直流群内直流条数记为n；

步骤S2：计算群内各直流交互作用因子；

步骤S2.1：第i回直流在额定功率运行状态时，在逆变侧的换流母线上投切一组电容器来产生扰动，使第i回直流换流母线电压产生大小为1％的扰动量ΔU_i，并采集第j回直流逆变侧的换流母线的电压波动ΔU_j；

步骤S2.2：取第i回直流逆变侧换流母线电压的扰动量ΔU_i与第j回直流逆变侧的换流母线的电压波动ΔU_j的比值为第i回直流与第j回直流间的交互作用因子；

如果该交互作用因子大于阈值K，则直接进入步骤S3；否则，无需进行协调，直接结束；

步骤S3：根据网络等值与节点阻抗矩阵结果计算同送同受直流群内各条直流的有效短路比：