一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,該方法利用直流健全極的功率轉(zhuǎn)帶能力,基于時(shí)域仿真法計(jì)算健全極的最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,來(lái)提高直流再啟動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障特高壓交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明可用于電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行計(jì)算,為系統(tǒng)分析人員提供技術(shù)支撐;本發(fā)明應(yīng)用廣泛,具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,具體講設(shè)及一種利用功率轉(zhuǎn) 帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高壓直流輸電技術(shù)的不斷發(fā)展,直流輸送容量越來(lái)越大,目前在運(yùn)特高壓直 流工程的額定輸送功率可達(dá)800萬(wàn)千瓦,規(guī)劃中近期將要投運(yùn)的特高壓直流工程的輸送功 率可達(dá)1000~1200萬(wàn)千瓦。對(duì)于大功率的特高壓直流輸電工程,直流再啟動(dòng)過(guò)程引起的功 率缺額,可能給送受端系統(tǒng)帶來(lái)較大功率沖擊。尤其是當(dāng)送端系統(tǒng)網(wǎng)架相對(duì)薄弱時(shí),直流再 啟動(dòng)期間,可能積累大量加速能量,引起送端系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)。特高壓直流輸電工程一般具有 短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力,如3秒過(guò)負(fù)荷1.3倍。直流單極再啟動(dòng)期間,如果利用另一極短時(shí)過(guò)負(fù)荷能 力,則可提高送端系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。
[0003] 本發(fā)明提供一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,該方法利用直 流健全極的功率轉(zhuǎn)帶能力,基于時(shí)域仿真法計(jì)算健全極的最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,來(lái)提高直流 再啟動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障特高壓交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明可用于電網(wǎng)規(guī)劃和 運(yùn)行計(jì)算,為系統(tǒng)分析人員提供技術(shù)支撐。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提供一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,可W提高直流 再啟動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障特高壓交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明可用于電網(wǎng)規(guī)劃和 運(yùn)行計(jì)算,為系統(tǒng)分析人員提供技術(shù)支撐。
[0005] -種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在于,所述方法包 括:
[0006] I-I.直流單極再啟動(dòng)仿真確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
[0007] 1-2.如系統(tǒng)不穩(wěn)定,設(shè)定健全極功率轉(zhuǎn)帶后的參數(shù);
[000引1-3.根據(jù)步驟1-2所述參數(shù),進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。
[0009] 優(yōu)選的,所述步驟1-3仿真后系統(tǒng)穩(wěn)定,則采用二分法計(jì)算最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,算 法結(jié)束。
[0010] 優(yōu)選的,所述步驟1-3仿真后系統(tǒng)不穩(wěn)定,貝U
[0011] 1-4.根據(jù)功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間增加一個(gè)步長(zhǎng)后是否超過(guò)最大允許值,進(jìn)行直流單極再啟 動(dòng)仿真;
[0012] 1-5.根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性,確定結(jié)束算法或返回步驟1-4。
[0013] 優(yōu)選的,所述步驟1-2所述參數(shù)包括:健全極功率轉(zhuǎn)帶后的最大功率.、功率 轉(zhuǎn)帶時(shí)間tz的初值tz〇 = TF、增長(zhǎng)步長(zhǎng)tZstep和最大允許值tZmax = TDN,其中%為直流額定短時(shí) 過(guò)負(fù)荷倍數(shù),Pdn為直流額定功率,Tdn為持續(xù)時(shí)間。
[0014]優(yōu)選的,所述二分法包括:
[001引令121111。'=0,121113義'=120,貝11
[0016] (1)
[0 017 ] T 3目LI t Z,^舊、'階壬W功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。若系統(tǒng)穩(wěn)定,貝U tZmax ' = tz ;否貝IJ,tZmin ' = tz。重復(fù)上述計(jì)算,直至I tZmax ' -tZmin ' I < e,其中e為最大允許誤差, tZmin'即為最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間。
[0018]優(yōu)選的,所述步驟1-4包括:
[0019]令tz = tz+tzstep,其中t功功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,tzstep為增長(zhǎng)步長(zhǎng),若tz>tzmax,卯惟法結(jié) 束。
[0020] 從上述的技術(shù)方案可W看出,本發(fā)明提供一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng) 穩(wěn)定性的方法,該方法利用直流健全極的功率轉(zhuǎn)帶能力,基于時(shí)域仿真法計(jì)算健全極的最 小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,來(lái)提高直流再啟動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障特高壓交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn) 行。本發(fā)明可用于電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行計(jì)算,為系統(tǒng)分析人員提供技術(shù)支撐。
[0021] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比,本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果:
[0022] 1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中,利用直流健全極的功率轉(zhuǎn)帶能力,基于時(shí)域仿真 法計(jì)算健全極的最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,來(lái)提高直流再啟動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保障特高壓交直 流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0023] 2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案,可用于電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行計(jì)算,為系統(tǒng)分析人員提供 技術(shù)支撐。
[0024] 3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案,應(yīng)用廣泛,具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明的一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法的流程圖;
[0027] 圖2是本發(fā)明提供的實(shí)施例中電力系統(tǒng)示意圖;
[0028] 圖3是本發(fā)明提供的實(shí)施例中不考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶直流再啟動(dòng)送端換流站近區(qū) 發(fā)電機(jī)功角曲線圖;
[0029] 圖4是本發(fā)明提供的實(shí)施例中考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶直流再啟動(dòng)送端換流站近區(qū)發(fā) 電機(jī)功角曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 如圖I所示,本發(fā)明提供了一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法, 方法包括:
[0032] 1-1.不考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真;若系統(tǒng)穩(wěn)定,則無(wú)需利用 功率轉(zhuǎn)帶直流再啟動(dòng)后系統(tǒng)即可穩(wěn)定,算法結(jié)束;否則,進(jìn)行下一步;
[0033] 1-2.讀取直流額定短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力和持續(xù)時(shí)間,設(shè)定健全極功率轉(zhuǎn)帶后的最大功 率、功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間的初值、增長(zhǎng)步長(zhǎng)和最大允許值;
[0034] 1-3.考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真;若系統(tǒng)穩(wěn)定,則采用二分 法,計(jì)算最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,算法結(jié)束;否則,進(jìn)行下一步;
[0035] 1-4.將功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間增加一個(gè)步長(zhǎng),若超過(guò)最大允許值,則無(wú)法利用功率轉(zhuǎn)帶提 高直流再啟動(dòng)后的系統(tǒng)穩(wěn)定性,算法結(jié)束;否則,進(jìn)行下一步;
[0036] 1-5.考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真;若系統(tǒng)穩(wěn)定,則當(dāng)前功率轉(zhuǎn) 帶時(shí)間為最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,算法結(jié)束;否則,轉(zhuǎn)向1-4。
[0037] 其中,所述步驟I-I包括:
[0038] 不考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真;若系統(tǒng)穩(wěn)定,則算法結(jié)束;否 則,進(jìn)行下一步。
[0039] 其中,所述步驟1-2包括:
[0040] 讀取直流額定短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù)化及持續(xù)時(shí)間Tdn。設(shè)定直流健全極功率轉(zhuǎn)帶后的最 大功率為I化,其中Pdn為直流額定功率。設(shè)直流故障極功率跌落持續(xù)時(shí)間為T(mén)f,則功率 轉(zhuǎn)帶時(shí)間tz的初值tz〇 = TF,最大允許值為tZmax=TDN,增長(zhǎng)步長(zhǎng)tZstep取一個(gè)小的時(shí)間(如 O.ls)。
[0041 ] 其中,所述步驟1-3包括:
[0042] 考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。若系統(tǒng)穩(wěn)定,說(shuō)明功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間 可W縮短。
[0043] 令tZmin'=0,tZmax' =tz〇,則
[0044]
(I)
[0045] 對(duì)于當(dāng)前tz,考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。若系統(tǒng)穩(wěn)定,貝U tZmax' = tz;否則,tZmin' = tz。重復(fù)上述計(jì)算,直至I tZmax'-tZmin' I <e,其中e為最大允許誤差 (可取0.01S ),tZmin '即為最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間。
[0046] 其中,所述步驟1-4包括:
[0047] 令tz = tz+tZstep,若tz > tZmax,則無(wú)法利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)后的系統(tǒng)穩(wěn)定 性,算法結(jié)束;否則,進(jìn)行下一步。
[004引其中,所述步驟1-5包括:
[0049] 考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真;若系統(tǒng)穩(wěn)定,則當(dāng)前功率轉(zhuǎn)帶時(shí) 間為最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,算法結(jié)束;否則,轉(zhuǎn)向1-4。
[0050] 如圖2所示,W-種電力系統(tǒng)為例。直流額定功率10000MW,送端換流站通過(guò)長(zhǎng)鏈?zhǔn)?通道接入主網(wǎng),與主網(wǎng)聯(lián)系相對(duì)薄弱,直流再啟動(dòng)等動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)送端系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響 較大。初始方式下,直流功率為91OOMW。若直流單極再啟動(dòng),則直流送端換流站近區(qū)電源相 對(duì)主網(wǎng)功角失穩(wěn),需要采取健全極功率轉(zhuǎn)帶措施提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0051] 第一步,不考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真,直流送端換流站近區(qū) 電源相對(duì)主網(wǎng)功角失穩(wěn),曲線如圖3所示。
[0052] 第二步,直流額定短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力1.2倍,持續(xù)時(shí)間3s,則健全極功率轉(zhuǎn)帶后的最 大功率為6000MW;直流單極再啟動(dòng)故障極功率跌落時(shí)間0.5s,健全極功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間初值 0.5s,增長(zhǎng)步長(zhǎng)0.1S,最大允許值3s。
[0053] 第S步,考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真,系統(tǒng)穩(wěn)定。令tz"in'=0, tZmax ' = 0.5,采用二分法,可得最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間為0.46s,算法結(jié)束。
[0054] W上實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制,盡管參照上述實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可W對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn) 行修改或者等同替換,而運(yùn)些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,其均在 申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在于,所述方法包括: 1-1.直流單極再啟動(dòng)仿真確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性; 1-2.如系統(tǒng)不穩(wěn)定,設(shè)定健全極功率轉(zhuǎn)帶后的參數(shù); 1-3.根據(jù)步驟1-2所述參數(shù),進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。2. 如權(quán)利要求1所述一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在 于,所述步驟1-3仿真后系統(tǒng)穩(wěn)定,則采用二分法計(jì)算最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,算法結(jié)束。3. 如權(quán)利要求1所述一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在 于,所述步驟1-3仿真后系統(tǒng)不穩(wěn)定,貝U 1-4.根據(jù)功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間增加一個(gè)步長(zhǎng)后是否超過(guò)最大允許值,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿 真; 1-5.根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性,確定結(jié)束算法或返回步驟1-4。4. 如權(quán)利要求1所述一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在 于,所述步驟1-2所述參數(shù)包括:健全極功率轉(zhuǎn)帶后的最大功率、功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間tz的 初值tZ0 = TF、增長(zhǎng)步長(zhǎng)tZstep和最大允許值tZmax = TDN,其中化為直流額定短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù),時(shí)N 為直流額定功率,Tdn為持續(xù)時(shí)間。5. 如權(quán)利要求2所述一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在 于,所述二分法包括:對(duì)于當(dāng)前tz,考慮健全極功率轉(zhuǎn)帶,進(jìn)行直流單極再啟動(dòng)仿真。若系統(tǒng)穩(wěn)定,則tz"ax' = tz ;否則,tZmin ' = tz。重復(fù)上述計(jì)算,直至I tZmax ' -tZmin ' I < e,其中ε為最大允許誤差,tZmin '即 為最小功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間。6. 如權(quán)利要求3所述一種利用功率轉(zhuǎn)帶提高直流再啟動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法,其特征在 于,所述步驟1-4包括: 令tz = tzWZstep,其中tz為功率轉(zhuǎn)帶時(shí)間,tZstep為增長(zhǎng)步長(zhǎng),若tz>tZmax,貝算法結(jié)束。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK105977959SQ201510849837
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日
【發(fā)明人】劉明松, 張健, 曾兵, 郭強(qiáng), 屠競(jìng)哲, 林偉芳, 印永華
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司