一種與直流暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)的交流斷面識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種與直流暫 態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)的交流斷面識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] "西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)"是我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)到2020年 可形成覆蓋全國(guó)統(tǒng)一調(diào)度的交直流運(yùn)行的大系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題將更加復(fù)雜，給傳 統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制帶來極大挑戰(zhàn)。隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，從混聯(lián)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上看，存在圍繞大 型能源基地和負(fù)荷中心形成的直流送出和饋入系統(tǒng)、聯(lián)合外送或受入的交直流并聯(lián)和并列 輸電系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)過程中交直流系統(tǒng)的相互影響可能會(huì)增強(qiáng)，原本電氣聯(lián)系并不緊密的交流 輸電斷面間的穩(wěn)定問題也可能會(huì)與直流相互耦合。在交直流混合系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)與交流 系統(tǒng)的耦合主要表現(xiàn)為交直流電氣量的變化對(duì)系統(tǒng)的影響。交直流耦合效應(yīng)使混聯(lián)電網(wǎng)擾 動(dòng)過渡過程復(fù)雜化，如果沒有整體的協(xié)調(diào)考慮，僅通過直觀判斷交流系統(tǒng)失穩(wěn)模式的控制 手段有時(shí)可能難以滿足系統(tǒng)全局穩(wěn)定問題的整體解決，即便能解決，方案也存在優(yōu)化問題。
[0003] 研究表明，已發(fā)生的直流閉鎖、直流再啟動(dòng)、直流多次或連續(xù)換相失敗、直流功率 速降等諸多事故系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)相關(guān)或因其而引發(fā)其他問題，且事后分析表明，很多連鎖故 障和隨后大停電事故的發(fā)生，都是因?qū)﹄娋W(wǎng)動(dòng)態(tài)過程發(fā)展機(jī)理的了解不足，并缺乏相應(yīng)的 應(yīng)對(duì)措施所致。而該過程中最重要的問題之一便是，缺乏對(duì)大電網(wǎng)內(nèi)交直流穩(wěn)定問題相關(guān) 聯(lián)關(guān)鍵輸電斷面的識(shí)別技術(shù)。為此，亟待加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行中與直流暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)交流輸電 斷面的識(shí)別，以提升電網(wǎng)輸電能力和穩(wěn)定運(yùn)行水平。專利申請(qǐng)"一種電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)輸 電斷面的識(shí)別方法"（CN201410593309. 6)、"電力系統(tǒng)暫態(tài)安全穩(wěn)定輸電斷面關(guān)聯(lián)度指標(biāo)快 速計(jì)算方法"（CN201310128949.5)提出了強(qiáng)相關(guān)交流斷面識(shí)別方法，并分別提出了關(guān)聯(lián)程 度指標(biāo)。但是，與直流暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)的交流斷面的識(shí)別方法還未見有相關(guān)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是：為了提高對(duì)大電網(wǎng)內(nèi)與直流線路暫態(tài)穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)的交流輸電斷 面識(shí)別能力，掌握直流與不同交流斷面間暫態(tài)穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)程度，為暫態(tài)穩(wěn)定交直流協(xié)調(diào) 控制提供技術(shù)基礎(chǔ)，給出一種與直流暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相交流斷面識(shí)別方法。該方法通過直流典 型擾動(dòng)下的時(shí)域仿真結(jié)果，進(jìn)行指定發(fā)電機(jī)分群模式的系統(tǒng)映像下的暫態(tài)穩(wěn)定裕度計(jì)算， 擬合不同輸電斷面的暫態(tài)穩(wěn)定裕度隨直流功率擾動(dòng)大小變化規(guī)律，識(shí)別交直流電網(wǎng)中直流 與多輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0005] 具體地說，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟：
[0006] 1)從電力調(diào)控中心獲取電網(wǎng)典型方式數(shù)據(jù)，確定要考察暫態(tài)穩(wěn)定相關(guān)性的直流線 路和交流斷面集合，記為直流線路L和交流斷面集合S，其中S= {SpS2，…，Sj，m為交流 斷面的總數(shù)，并獲取直流線路L的運(yùn)行檔位總數(shù)、當(dāng)前典型方式下的運(yùn)行功率、當(dāng)前運(yùn)行檔 位以及直流每檔的功率變化量；
[0007] 2)確定直流線路L的典型擾動(dòng)，設(shè)直流線路L的典型擾動(dòng)數(shù)為T，針對(duì)這T個(gè)典型 擾動(dòng)分別進(jìn)行系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)域仿真；
[0008] 3)針對(duì)直流線路L的Τ個(gè)典型擾動(dòng)下的暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)域仿真結(jié)果，分別確定各交流 斷面是否與直流線路L強(qiáng)相關(guān)及其強(qiáng)相關(guān)的性質(zhì)。
[0009] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述步驟2)中，直流線路L典型擾動(dòng)包括以下 3種類型：直流功率緊急逐檔提升、直流功率緊急逐檔速降和直流線路閉鎖故障。
[0010] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述步驟3)中，確定各交流斷面是否與直流線 路L強(qiáng)相關(guān)及其強(qiáng)相關(guān)的性質(zhì)的方法如下：
[0011] 3-1)設(shè)待確定的交流斷面為Si，其中i = 1~m，分別計(jì)算直流線路L的各典 型擾動(dòng)下以交流斷面SiS割集斷面的發(fā)電機(jī)分群模式下系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定裕度指標(biāo)，記為 ，其中代表直流線路L的第j個(gè)典型擾動(dòng)，j = 1~T ;
[0012] 3-2)以直流線路L的各典型擾動(dòng)下直流穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的輸送有功功率為橫坐標(biāo)，以 直流線路L的各典型擾動(dòng)下以Si為割集斷面的發(fā)電機(jī)分群模式下系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定裕度指 標(biāo)為縱坐標(biāo)，在二維坐標(biāo)軸上繪制點(diǎn)序列{()}，其中今為直流線路L的第j個(gè)典 型擾動(dòng)1_,下直流穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的輸送有功功率；利用最小二乘法對(duì)點(diǎn)序列丨（A，巧，>,,)丨進(jìn) 行線性擬合，記線性擬合后直線的斜率為;
[0013] 3-3)判斷的絕對(duì)值是否大于預(yù)先設(shè)定的門檻值：如果是，則Si和直流線路L 暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)，并且的絕對(duì)值越大，則該交流斷面與直流線路L暫態(tài)穩(wěn)定關(guān)聯(lián)性越 強(qiáng)，若為正，則該交流斷面與直流線路L正強(qiáng)相關(guān)，若1\為負(fù)，則該交流斷面與直流線 路L負(fù)強(qiáng)相關(guān)；如果的絕對(duì)值不大于預(yù)先設(shè)定的門檻值，則Si和直流線路L不是暫態(tài)穩(wěn) 定強(qiáng)相關(guān)。
[0014] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述步驟3-1)中，i的計(jì)算方法是：根據(jù) 直流線路L在第j個(gè)典型擾動(dòng)1,下系統(tǒng)時(shí)域仿真結(jié)果，將所有發(fā)電機(jī)劃分為以交流斷面S i 為割集的互補(bǔ)兩群S群和A群，由交流斷面Si送端所有發(fā)電機(jī)組成S群，由交流斷面S 1受 端所有發(fā)電機(jī)組成A群，基于EEAC方法計(jì)算以Si為割集斷面的該分群模式下系統(tǒng)的暫態(tài) 穩(wěn)定裕度^^Μ。
[0015] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述步驟3-2)中，直流線路L的第j個(gè)典型擾 動(dòng)下直流穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的輸送有功功率的計(jì)算方法如下：
[0017] 其中，Ρω為直流線路L的當(dāng)前典型方式下的運(yùn)行功率，k為直流線路L的當(dāng)前運(yùn) 行檔位的檔位序號(hào)，Ν'為直流功率緊急逐檔提升至的檔位的檔位序號(hào)，M'為直流功率緊 急逐檔速降至的檔位的檔位序號(hào)，Δ匕為直流線路L的直流每檔的功率變化量。
[0018] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述步驟3-3)中預(yù)先設(shè)定的門檻值取為 0. 05 ~0. 1
[0019] 本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明根據(jù)不同交流輸電斷面的暫態(tài)穩(wěn)定裕度隨直流輸 送功率變化而變化的規(guī)律，識(shí)別直流與不同輸電斷面間暫態(tài)穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)程度。基于這種關(guān) 聯(lián)關(guān)系，在配置安全穩(wěn)定控制措施時(shí)，與直流暫態(tài)穩(wěn)定強(qiáng)相關(guān)的交流輸電斷面應(yīng)考慮協(xié)調(diào) 控制，避免對(duì)直流輸電系統(tǒng)有效的控制措施對(duì)另外一個(gè)交流輸電斷面造成負(fù)效應(yīng)。暫態(tài)穩(wěn) 定關(guān)聯(lián)關(guān)系較弱的交流輸電斷面則考慮解耦控制，即在配置相關(guān)控制措施時(shí)獨(dú)立配置，簡(jiǎn) 化控制方案。可見，本發(fā)明有利于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員把握系統(tǒng)內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律，制定電網(wǎng) 調(diào)度運(yùn)行交直流協(xié)調(diào)的控制決策，從而提升控制的有效性和自動(dòng)化水平。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0021] 圖2為交直流輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定交互影響指標(biāo)計(jì)算示意圖一。
[0022] 圖3為交直流輸電斷面暫態(tài)穩(wěn)定交互影響指標(biāo)計(jì)算示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024] 圖1中步驟1描述的是，從電力調(diào)控中心獲取電網(wǎng)典型方式數(shù)據(jù)，確定要考察暫態(tài) 穩(wěn)定相關(guān)性的直流線路和交流斷面集合，記為直流線路L和交流斷面集合S，其中S = {Sp S2，…，SJ，m為交流斷面的總數(shù)，并獲取直流線路L的運(yùn)行檔位總數(shù)、當(dāng)前典型方式下的運(yùn) 行功率、當(dāng)前運(yùn)行檔位以及直流每檔的功率變化量。
[0025] 圖1中步驟2描述的是，確定直流線路L的典型擾動(dòng)，設(shè)直流線路L的典型擾動(dòng)數(shù) 為T，針對(duì)這T個(gè)典型擾動(dòng)分別進(jìn)行系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定時(shí)域仿真。
[0026] 直流線路L典型擾動(dòng)包括以下3種類型：直流功率緊急逐檔提升、直流功率緊急逐 檔速