CN103023037B - 以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统，通过时域仿真分析，验证了该方法可以解决直流弱受端电网严重故障后的电压稳定问题，解决弱受端交流电网发生电压失稳后不可控的问题，同时保持系统有功平衡，不引入新的频率稳定问题。本发明可运用于电力系统规划和运行，利于系统分析人员合理配置电网第三道防线合理，提高直流弱受端电网的稳定运行水平。
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统。
背景技术
高压直流输电技术具有功率调节灵活、两端系统不受同步运行约束的优点，一方面，在远距离、大容量输电场合得到广泛应用，在全国电网互联中起着重要作用；另一方面，在向具有弱交流电网的小系统送电中也得到较多应用。
根据实际运行经验，弱受端电网在通过直流大比例受电的情况下，容易发生电压稳定问题。受端交流系统故障往往引起直流系统发生换相失败，吸收无功功率进一步拉低系统电压，造成交流系统电压不能恢复，出现电压稳定问题。对于此类问题，通常是采取配置低压减载装置的方法；但方法选择性较差，且动作后造成系统有功盈余，在解决电压稳定问题的同时又引入了频率稳定的问题，需要多种措施协调配合，可靠性低且定值整定较为复杂。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统，采用延时闭锁直流作为三道防线措施应对直流弱受端系统电压稳定问题，在解决电压稳定的同时保持了系统有功平衡，不会引入频率稳定问题。
为实现上述目的，本发明提供一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
(1).直流受端系统遭遇严重故障；
(2).检测系统电压是否低于0.5p.u.，判断系统电压低于0.5p.u.的时间是否超过0.6秒；
(3).若系统电压持续低于0.5p.u.的时间小于0.6秒，则结束；否则，闭锁直流单极，并依靠安控切除受端系统等量负荷；
(4).闭锁单极直流功率后，经过定值延时后再判别直流受端系统电压是否恢复恢复到0.8p.u.；
(5)系统电压恢复到0.8p.u.，结束；否则，判别当前直流是否为单极运行；
(6).如果直流为单极运行，则返回步骤3；否则转入常规低压减载动作结束。
本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤1中，严重故障，包括：线路N-2故障、主变N-2故障、220kV线路三相短路单相开关拒动故障和连锁故障。
本发明提供的第二优选技术方案中，在所述步骤4中，定值为0.3秒。
本发明提供的第三优选技术方案中，提供一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的系统，其改进之处在于，所述系统包括：依次连接的运行状态监控单元、第一电压恢复判断单元、闭锁单元、第二电压恢复判断单元和单极判断单元。
本发明提供的第四优选技术方案中，所述运行状态监控单元，监控直流受端系统的运行状态，判断系统是否遭受遭遇严重故障。
本发明提供的第五优选技术方案中，所述第一电压恢复判断单元，在经过一定延时后判别直流受端系统电压是否恢复。
本发明提供的第六优选技术方案中，所述闭锁单元，对未恢复电压的直流受端系统进行直流单极闭锁，并切除受端系统等量负荷。
本发明提供的第七优选技术方案中，第二电压恢复判断单元，经过一定延时后再判别直流受端系统电压是否恢复。
本发明提供的第八优选技术方案中，所述单极判断单元，判别未恢复电压的直流受端系统，当前直流是否为单极运行。
与现有技术比，本发明提供的一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法和系统，对直流弱受端电压稳定问题进行深入分析，提出采用延时闭锁直流作为电力系统第三道防线控制措施解决直流弱受端电网电压稳定的方法；解决了严重故障后系统电压不能恢复，则一定延时后闭锁直流，同时安控动作切除等量负荷，将电压稳定问题转变为频率稳定问题，使得弱受端交流电网在遭受严重故障条件下更可控；再者，可运用于弱受端交流电网的规划和运行，利于系统分析人员合理配置电网第三道防线控制措施，提高直流弱受端电网的稳定运行水平。
附图说明
图1为以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种以直流延时闭锁作为三道防线措施解决直流弱受端电网电压稳定问题的方法，该方法包括以下步骤：
步骤A：直流受端系统初始稳定运行，之后遭遇严重故障。
步骤B：经过一定延时后判别系统电压是否恢复。
步骤C：系统电压恢复，结束；未能恢复至定值，直流单极闭锁，并切除受端系统等量负荷。
步骤D：经过一定延时后判别系统电压是否恢复。
步骤E：系统电压恢复，结束；未能恢复至定值，判别当前直流是否为单极运行。
步骤F：直流为单极运行，执行步骤C；直流非单极运行，转入常规低压减载动作，结束。
一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的系统，所述系统包括：依次连接的运行状态监控单元、第一电压恢复判断单元、闭锁单元、第二电压恢复判断单元和单极判断单元。
所述运行状态监控单元，监控直流受端系统的运行状态，判断系统是否遭受遭遇严重故障。
所述第一电压恢复判断单元，在经过一定延时后判别直流受端系统电压是否恢复。
所述闭锁单元，对未恢复电压的直流受端系统进行直流单极闭锁，并切除受端系统等量负荷。
第二电压恢复判断单元，经过一定延时后再判别直流受端系统电压是否恢复。
所述单极判断单元，判别未恢复电压的直流受端系统，当前直流是否为单极运行。
通过以下实施例对一种以直流延时闭锁作为三道防线措施解决直流弱受端电网电压稳定问题的方法作进一步描述。
实施例1：一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法，所述方法包括如下步骤：
一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
(1).直流受端系统遭遇严重故障；
(2).检测系统电压是否低于0.5p.u.，判断系统电压低于0.5p.u.的时间是否超过0.6秒；
(3).若系统电压持续低于0.5p.u.的时间小于0.6秒，则结束；否则，闭锁直流单极，并依靠安控切除受端系统等量负荷；
(4).闭锁单极直流功率后，经过定值延时后再判别直流受端系统电压是否恢复恢复到0.8p.u.；
(5)系统电压恢复到0.8p.u.，结束；否则，判别当前直流是否为单极运行；
(6).如果直流为单极运行，则返回步骤3；否则转入常规低压减载动作结束。
在所述步骤1中，严重故障，包括：线路N-2故障、主变N-2故障、220kV线路三相短路单相开关拒动故障和连锁故障。
在所述步骤4中，定值为0.3秒。
实施例2：某受端系统为弱交流电网，直流双极运行从主网大比例受电。以该受端电网为例，分析利用直流延时闭锁作为三道防线解决电压稳定问题的方法有效性。
如图1所示，该分析方法通过以下步骤实现：
第一步：初始工况为弱受端系统直流受电比例为53％，满足N-1校核。
第二步：系统发生严重N-2故障，电压持续跌落无法恢复。
第三步：直流系统检测换流站母线电压，低于0.75p.u延时达到1.5s，直流单极闭锁。
第四步：1.8s后安控动作切除受端电网等量负荷。
第五步：系统电压恢复，同时频率在正常运行范围内，系统恢复稳定运行。
在以上示例中通过直流单极闭锁并切除等量负荷后系统电压即得到恢复；若系统受电比例进一步提高或故障形式更加严重，单极闭锁并切除负荷后电压不能恢复，则在第四步后返回第三步，闭锁另一极并切除等量负荷。
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
Claims (9)
1.一种以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1).直流受端系统遭遇严重故障；
(2).检测系统电压是否低于0.5p.u.，判断系统电压低于0.5p.u.的时间是否超过0.6秒；
(3).若系统电压持续低于0.5p.u.的时间小于0.6秒，则结束；否则，闭锁直流单极，并依靠安控切除受端系统等量负荷；
(4).闭锁单极直流功率后，经过定值延时后再判别直流受端系统电压是否恢复到0.8p.u.；
(5)系统电压恢复到0.8p.u.，结束；否则，判别当前直流是否为单极运行；
(6).如果直流为单极运行，则返回步骤3；否则转入常规低压减载动作结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，严重故障，包括：线路N-2故障、主变N-2故障、220kV线路三相短路单相开关拒动故障和连锁故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，定值为0.3秒。
4.根据权利要求1所述的方法的以直流延时闭锁解决受端电网电压失稳的系统，其特征在于，所述系统包括：依次连接的运行状态监控单元、第一电压恢复判断单元、闭锁单元、第二电压恢复判断单元和单极判断单元。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述运行状态监控单元，监控直流受端系统的运行状态，判断系统是否遭受遭遇严重故障。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一电压恢复判断单元，在经过一定延时后判别直流受端系统电压是否恢复。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述闭锁单元，对未恢复电压的直流受端系统进行直流单极闭锁，并切除受端系统等量负荷。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，第二电压恢复判断单元，经过一定延时后再判别直流受端系统电压是否恢复。
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单极判断单元，判别未恢复电压的直流受端系统，当前直流是否为单极运行。
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