實施方式】對本發(fā)明進行詳細說 明。
[0039] 本實施方式所研究的電力系統(tǒng)為中國云南電網(wǎng)（2016年異步聯(lián)網(wǎng)運行方式），研 究目的是提高云南電網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)方式直流閉鎖故障下送端系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。如圖1所 示，針對上述電力系統(tǒng)，多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制方法工作流程如下：
[0040] (1)對云南電網(wǎng)多直流送端系統(tǒng)（共6回直流），分別計算各回直流雙極閉鎖故 障，確定各回直流系統(tǒng)閉鎖故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組以及其余非故障直流頻率限制控制器作 用下的靈敏度集合{S(i, j) I i = 1~6, j = 1~6, i乒j}。
[0041] 各回直流故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組如下表：
[0042] 表1各回直流故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組
[0043]
[0044] 各回直流故障后對應(yīng)的FLC作用靈
敏度集合計算結(jié)果如下表：
[0045] 表2各回直流故障后對應(yīng)的靈敏度集合表
[0046] CN 105119288 A ~P 5/6 頁
[0047] 注：靈敏度從高到低依次對應(yīng)表中I~5。
[0048] (2)根據(jù)能量管理系統(tǒng)和廣域測量系統(tǒng)的實時測量數(shù)據(jù)，確定當前云南電網(wǎng)的運 行狀態(tài)。
[0049] (3)判斷系統(tǒng)是否發(fā)生直流閉鎖故障。如果系統(tǒng)發(fā)生直流閉鎖故障，則進入步驟 (4)，對各回非故障直流頻率限制控制器的投入順序和參數(shù)整定重新進行協(xié)調(diào)優(yōu)化；否則， 返回步驟（2)。
[0050] (4)根據(jù)閉鎖故障直流功率量和非故障直流靈敏度集合，選擇需要投入頻率限制 控制器的直流。
[0051] 當前故障為云南電網(wǎng)楚穗直流發(fā)生雙極閉鎖，根據(jù)靈敏度集合表，選擇溪洛渡直 流、金中直流、糯扎渡直流投入直流頻率限制控制器。所采用的直流調(diào)制控制器的結(jié)構(gòu)如圖 2所示（該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有工程應(yīng)用中采用的控制結(jié)構(gòu)，非本發(fā)明提出）。在圖2中，F(xiàn) band為頻率 調(diào)節(jié)死區(qū)，取為±0.1 Hz ;DF_、DF_*別為頻差的最大值和最小值，分別取I. 5Hz和-I. 2Hz ; Tf為濾波器時間常數(shù)，取為0.1 s ;KP為比例增益，待整定A1為積分增益，待整定；Pncid_、 Prodmax分別為直流功率調(diào)節(jié)的下限和上限，分別取為-40 %和20 %。
[0052] (5)構(gòu)建投入直流頻率限制控制器后系統(tǒng)頻率偏差的協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用 Lagrange乘數(shù)法，對各個直流頻率限制控制器的參數(shù)整定值進行協(xié)調(diào)優(yōu)化。
[0053] 在當前故障下，溪洛渡直流頻率限制控制器比例增益Kp取為25、積分增益K :取為 18 ;金中直流頻率限制控制器比例增益Kp取為22、積分增益K :取為16 ;、糯扎渡直流頻率 限制控制器比例增益Kp取為30、積分增益K :取為20。
[0054] (6)將步驟（5)中得到的直流頻率限制控制器參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果發(fā)送至步驟⑷選 中的直流并投入各回直流的頻率限制控制器。
[0055] (7)頻率調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，重置各回直流頻率限制控制器，返回步驟（2)。
[0056] 為了驗證本實施方式的實際作用效果，圖3給出了沒有控制時、采用現(xiàn)有的單回 直流FLC控制方法后和采用本發(fā)明提出的多回直流FLC協(xié)調(diào)控制方法后云南電網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng) 下楚穗直流雙極閉鎖故障后系統(tǒng)頻率響應(yīng)對比曲線。其中在采用現(xiàn)有技術(shù)時，僅投入糯扎 渡直流輸電系統(tǒng)的直流頻率限制控制器。從圖3的對比結(jié)果可以看出：與現(xiàn)有技術(shù)相比，采 用本發(fā)明方法后對多直流送端系統(tǒng)直流閉鎖故障下的頻率穩(wěn)定性提升效果將更加顯著，即 本發(fā)明的控制效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制及參數(shù)優(yōu)化方法，包括如下步驟： (1) 對一個含有多回直流送出的交流系統(tǒng)，分別對各回直流進行雙極閉鎖故障計算，確 定各回直流系統(tǒng)閉鎖故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組以及其余非故障直流頻率限制控制器作用下 的靈敏度集合{S(i,j) |i= 1~n,j= 1~n,i乒j}; (2) 根據(jù)能量管理系統(tǒng)和廣域測量系統(tǒng)的實時測量數(shù)據(jù)，確定當前電力系統(tǒng)的運行狀 態(tài)； (3) 判斷系統(tǒng)是否發(fā)生直流閉鎖故障，如果系統(tǒng)發(fā)生直流閉鎖故障，則進入步驟（4)， 對各回非故障直流頻率限制控制器的投入順序和參數(shù)整定重新進行協(xié)調(diào)優(yōu)化；否則，返回 步驟（2); (4) 根據(jù)閉鎖故障直流功率量和非故障直流靈敏度集合，選擇需要投入頻率限制控制 器的直流； (5) 構(gòu)建投入直流頻率限制控制器后系統(tǒng)頻率偏差的協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用 Lagrange乘數(shù)法，對各個直流頻率限制控制器的參數(shù)整定值進行協(xié)調(diào)優(yōu)化； (6) 將步驟（5)中得到的直流頻率限制控制器參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果發(fā)送至步驟（4)選中的 直流并投入各回直流的頻率限制控制器； (7) 頻率調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，重置各回直流頻率限制控制器，返回步驟（2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制及參數(shù)優(yōu)化方法， 其特征在于：所述的步驟（1)中，確定各回直流系統(tǒng)閉鎖故障后對應(yīng)的領(lǐng)先機組以及非故 障直流頻率限制控制器作用下的靈敏度集合方法如下： A1.假定系統(tǒng)有1~n回直流，記為Di~Dn，依次仿真計算各回直流雙極閉鎖故障對應(yīng) 的機組轉(zhuǎn)速變化曲線，分別把轉(zhuǎn)速變化最快的發(fā)電機組確定為各回直流故障后對應(yīng)的"領(lǐng) 先機組"，領(lǐng)先機組在t時刻轉(zhuǎn)速變化量為A? (t，0); A2.首選首先針對直流01進行計算：Di雙極閉鎖后，若投入D1回直流的頻率限制控制 器（直流功率調(diào)制上限為APJ，得到機組功角曲線，計算出此時領(lǐng)先機組在t時刻轉(zhuǎn)速變 化量為A? (t，APJJjDi雙極閉鎖后，Di投入頻率限制控制器對于提高送端系統(tǒng)頻率穩(wěn) 定性的靈敏度S(i，1)的計算公式為： S(l,i) =[A? (t,APx)-A? (t,0)]/APi A3.依次針對1~n回直流進行計算，得到各回直流雙極閉鎖后其余非故障直流頻率限 制控制器作用下的靈敏度集合{S(i,j) |i= 1~n,j= 1~n,i乒j}。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制及參數(shù)優(yōu)化方法， 其特征在于：所述的步驟（4)中，選擇需要投入頻率限制控制器的直流方法如下： 根據(jù)能量管理系統(tǒng)和廣域測量系統(tǒng)檢測到的閉鎖故障直流功率量APblcKk，從靈敏度集 合中選取在該直流閉鎖故障下靈敏度最高的非故障直流Di投入頻率限制控制器，Di的直流 功率調(diào)節(jié)上限為A?1;接著選擇靈敏度第二高的非故障直流〇2投入頻率限制控制器，0 2的 直流功率調(diào)節(jié)上限為ap2;&此類推，直到滿足ZfAg ^得到參與投入直 流頻率限制控制器的全部1~m回直流；其中，各回直流的功率調(diào)節(jié)上限APi均設(shè)定為額 定運行功率的20%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制及參數(shù)優(yōu)化方法， 其特征在于：所述的步驟（5)中，直流頻率限制控制器后系統(tǒng)頻率偏差的協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)學(xué)模 型如下：上述數(shù)學(xué)模型中，式（1)為優(yōu)化模型的目標函數(shù)，其物理意義是將系統(tǒng)發(fā)生閉鎖故障 后暫態(tài)頻率偏差的峰值最小化；式（2)和式（3)是表征當前運行方式下電力系統(tǒng)動態(tài)特性 的微分代數(shù)方程組；式（4)是故障發(fā)生后系統(tǒng)頻率偏差的計算公式；式（5)是直流頻率限 制控制器的調(diào)制功率量表達式；式（6)是式（4)中因子A的計算公式；進一步地，式（1)~ (6)中各變量的物理意義如下：t為時間；x(t)為電力系統(tǒng)狀態(tài)變量向量；y(t)為電力系統(tǒng) 代數(shù)變量向量；k=[kk2,. ..，kj為直流頻率限制控制器參數(shù)向量；Af(t)為故障發(fā)生后 t時刻系統(tǒng)的頻率偏差值；f。為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率值；Pm(t)為故障發(fā)生后t時刻系統(tǒng)的發(fā)電機 電磁功率，Pjt)為故障發(fā)生后t時刻系統(tǒng)的負荷功率；APDei(t)為故障發(fā)生后t時刻投入 直流頻率限制控制器的第i回直流調(diào)制功率量；Pm。為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電機電磁功率； Puj為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時的負荷功率；Kl^為系統(tǒng)負荷頻率因子；〇。為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時發(fā)電機 轉(zhuǎn)子角速度；M為系統(tǒng)的慣性常數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制及參數(shù)優(yōu)化方法，其采用在線自適應(yīng)方式、通過協(xié)調(diào)配合多回直流輸電系統(tǒng)頻率限制控制器平衡多直流送端系統(tǒng)直流閉鎖故障下的功率波動，提高系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。這種多回直流頻率限制控制器的協(xié)調(diào)控制方法可應(yīng)用于電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠更加有效地發(fā)揮多回直流頻率限制控制器在系統(tǒng)故障期間對頻率穩(wěn)定性的提升作用，并且對電力系統(tǒng)運行方式的自適應(yīng)性能力更強，控制方式更為有效、靈活。
【IPC分類】H02J3/02
【公開號】CN105119288
【申請?zhí)枴緾N201510450269
【發(fā)明人】錢迎春, 王興剛, 徐政, 呂清潔, 李玲芳, 司大軍, 肖友強, 游廣增, 陳義宣, 陳姝敏
【申請人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月28日