发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种频率稳定性高的MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法和系统。
一种MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法,包括如下步骤:
获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率;
获取对所述MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔;
根据所述组数和所述额定传输有功功率,获取每一组负荷投入需要的投入功率;
判断所述MMC-HVDC系统的所述无源侧是否满足预设的负荷投入条件;
若是,按照所述时间间隔、所述组数和所述投入功率向所述MMC-HVDC系统的所述无源侧投入负荷,直到所述额定传输有功功率全部投入完毕。
一种MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统,包括:
功率获取模块,用于获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率;
数值接收模块,用于获取对所述MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔;
数值计算模块,用于根据所述组数和所述额定传输有功功率,获取每一组负荷投入需要的投入功率;
条件判断模块,用于判断所述MMC-HVDC系统的所述无源侧是否满足预设的负荷投入条件;
负荷投入模块,用于在所述MMC-HVDC系统的所述无源侧满足预设的负荷投入条件时,按照所述时间间隔、所述组数和所述投入功率向所述MMC-HVDC系统的所述无源侧投入负荷,直到所述额定传输有功功率全部投入完毕。
上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法和系统,通过获取额定传输有功功率、负荷投入需要的组数和时间间隔,根据组数和额定传输有功功率获取每一组负荷投入需要的投入功率,判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷条件,并在MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件时,根据组数、时间间隔和投入功率对MMC-HVDC系统的无源侧进行分组分时序的投入负荷,避免一次性投入过多而对交流系统频率和电压造成的冲击,频率稳定性高。
具体实施方式
参考图1,本发明一实施例中的MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法,包括如下步骤。
S110:获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率。
MMC-HVDC系统的额定传输有功功率即为需要投入到MMC-HVDC系统的无源侧的负荷,可以根据受端交流系统的需要设置。
S130:获取对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔。
组数指对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入的次数。组数和时间间隔用于将负荷进行分组分时序投入,可以根据在保证电网频率稳定的情况下,无源侧一次性可以接受功率的情况自由设定。
在其中一个实施例中,步骤S130包括步骤11和步骤13。
步骤11:接收负荷投入的校正系数和时间间隔,其中,校正系数为小于1的正数。
步骤13:根据校正系数计算得到组数,具体为:
M=1/K;
其中,M为组数,K为校正系数。
在其中一个实施例中,步骤13之后,步骤S130还包括步骤15和步骤17。
步骤15:判断组数是否为整数。若否,则执行步骤17。
步骤17:对组数进行向上取整,得到更新后的组数。因此,可以保证组数为整数。
向上取整指,在组数为非整数时,取大于该组数的最近一个整数。例如,若根据校正系数获取的组数为5.1,则向上取整得到更新后的组数为6。
S150:根据组数和额定传输有功功率,获取每一组负荷投入需要的投入功率。
在其中一实施例中,步骤S150具体可以为:
P=PN/M;
其中,M为组数,P为投入功率,PN为额定传输有功功率。因此,额定传输有功功率可以分配为多组投入功率。
S170:判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件。若是,则执行步骤S190。
在其中一实施例中,参考图2,步骤S170包括步骤S171至步骤S173。
S171:获取MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值。
S172:判断交流电压值是否达到预设值,并判断交流电压值的波动幅度是否小于或等于预设比例。本实施例中,所述预设比例为3%。若是,则执行步骤S173。
S173:判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件。
即,交流电压值达到预设值和交流电压值的波动幅度小于或等于3%这两个条件,只有全部满足才可以判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件,否则,只要有其中一个条件不满足,则表示MMC-HVDC系统的无源侧没有满足预设的负荷投入条件。
MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值达到预设值,即为MMC-HVDC系统的无源侧充电结束,可以进入负荷投入状态。当判断交流电压值的波动幅度是否小于或等于3%,目的在于判断MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压是否稳定。因此,通过步骤S171至步骤S173判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件,可以保证在较稳定的情况下进行负荷投入,可以加强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
S190:按照时间间隔、组数和投入功率向MMC-HVDC系统的无源侧投入负荷,直到额定传输有功功率全部投入完毕。
本实施例中,步骤S190具体为:每相隔一个时间间隔,投入一组投入功率至MMC-HVDC系统的无源侧,直到所有组数全部投入完毕。例如,组数大小为N,时间间隔为T,单位为s,投入功率的大小为P,单位为W。第一次投入的负荷大小为P,间隔Ts后,投入第二组负荷大小为P,间隔Ts后投入下一组,直到第N组投入完毕。
在其中一个实施例中,步骤S170判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷条件之后,步骤S190之前,还包括以下步骤:
以当前时刻为起始点进行计时,并判断计时的时长是否达到预设时长。若是,则执行步骤S190。
其中,当前时刻即为判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件的时刻。若计时的时长没有达到预设时长,则不执行步骤S190,即需要在判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件之后等待预设时长的时间,才可以进行负荷投入的操作,进一步保证在MMC-HVDC系统的无源侧的电压稳定的情况下执行负荷投入操作,进一步加强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法,通过获取额定传输有功功率、负荷投入需要的组数和时间间隔,根据组数和额定传输有功功率获取每一组负荷投入需要的投入功率,判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷条件,并在MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件时,根据组数、时间间隔和投入功率对MMC-HVDC系统的无源侧进行分组分时序的投入负荷,避免一次性投入过多而对交流系统频率和电压造成的冲击,频率稳定性高。
在其中一应用例中,请结合参考图3至图5,使用上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法对一电网黑启动时进行负荷投入测试。其中,云南侧为电网的送端系统,广西侧为电网的受端系统,即由云南侧输送,广西侧接收。电网主网负荷侧的额定传输有功功率为1000MW。校正系数K为0.1,负荷投入的时间间隔为1s。
根据:
获取负荷投入的组数,其中M为组数。
根据:
获取负荷投入的有功功率,其中P1为投入功率,单位为MW,PN为额定传输有功功率,单位为MW。
因此,负荷投入可分为10组,每组的投入功率为100MW,从第7s开始,每隔1s投入1组负载,实现负载的分组分时序投入。
图6和图7为应用上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法后,广西侧和云南侧对应的频率。可见,上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入方法可确保电网送端系统和受端系统的频率稳定性好。
参考图8,本发明一实施例中的MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统,包括功率获取模块110、数值接收模块130、数值计算模块150、条件判断模块170和负荷投入模块190。
功率获取模块110用于获取MMC-HVDC系统的额定传输有功功率。
MMC-HVDC系统的额定传输有功功率即为需要投入到MMC-HVDC系统的无源侧的负荷,可以根据受端交流系统的需要设置。
数值设定模块130用于获取对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入需要的组数和时间间隔。
组数指对MMC-HVDC系统的无源侧进行负荷投入的次数。组数和时间间隔用于将负荷进行分组分时序投入,可以根据在保证电网频率稳定的情况下,无源侧一次性可以接受功率的情况自由设定。
在其中一个实施例中,参考图9,数值接收模块130包括接收单元131和计算单元133。接收单元131用于接收负荷投入的校正系数和时间间隔,其中,校正系数为小于1的正数。计算单元133用于根据:
M=1/K;
获取组数,其中,M为组数,K为校正系数。
在其中一实施例中,继续参考图9,数值接收模块130还包括整数判断单元135和取整更新单元137。整数判断单元135用于判断组数是否为整数。取整更新单元137用于在组数不为整数时,对组数进行向上取整,得到更新后的组数。因此,可以保证组数为整数。
向上取整指,在组数为非整数时,取取大于该组数的最近一个整数。例如,若根据校正系数获取的组数为5.1,则向上取整得到更新后的组数为6。
数值计算模块150用于根据组数和额定传输有功功率,获取每一组负荷投入需要的投入功率。
在其中一实施例中,数值计算模块150根据:
P=PN/M;
获取投入功率,其中,M为组数,P为投入功率,PN为额定传输有功功率。因此,额定传输有功功率可以分配为投入功率。
条件判断模块170用于判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件。
在其中一实施例中,参考图10,条件判断模块170包括:电压获取单元171、稳定判断单元172和结果判定单元173。电压获取单元171用于获取MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值。稳定判断单元172用于判断交流电压值是否达到预设值,并判断交流电压值的波动幅度是否小于或等于预设比例,本实施例中,预设比例为3%。结果判定单元173用于在交流电压值达到预设值,且交流电压值的波动幅度小于或等于预设比例时,判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件。
即,交流电压值达到预设值和交流电压值的波动幅度小于或等于3%这两个条件,只有全部满足才可以判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件,否则,只要有其中一个不满足,则MMC-HVDC系统的无源侧没有满足预设的负荷投入条件。
MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压值达到预设值,即为MMC-HVDC系统的无源侧充电结束,可以进入负荷投入状态。当判断交流电压值的波动幅度是否小于或等于3%,目的在于判断MMC-HVDC系统的无源侧的交流电压是否稳定。因此,通过判断MMC-HVDC系统的无源侧是否满足预设的负荷投入条件,可以保证在较稳定的情况下进行负荷投入,可以加强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
负荷投入模块190用于在MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件时,按照时间间隔、组数和投入功率向MMC-HVDC系统的无源侧投入负荷,直到额定传输有功功率全部投入完毕。
本实施例中,负荷投入模块190具体可执行如下操作:每相隔一个时间间隔,投入一组投入功率至MMC-HVDC系统的无源侧,直到所有组数全部投入完毕。例如,组数大小为N,时间间隔为T,单位为s,投入功率的大小为P,单位为W。第一次投入的负荷大小为P,间隔Ts后,投入第二组负荷大小为P,间隔Ts后投入下一组,直到第N组投入完毕。
在其中一个实施例中,MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统还包括计时模块(图未示),用于以当前时刻为起始点进行计时,并判断计时的时长是否达到预设时长。若是,则执行步骤负荷投入模块190的功能。
其中,当前时刻即为判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件的时刻。若计时的时长没有达到预设时长,则不执行负荷投入模块190的功能,即需要在判定MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入条件之后等待预设时长的时间,才可以进行负荷投入的操作,进一步保证在MMC-HVDC系统的无源侧的电压稳定的情况下执行负荷投入操作,进一步加强负荷投入过程中交流系统频率的稳定性。
上述MMC-HVDC系统黑启动负荷投入系统,通过功率获取模块110获取额定传输有功功率、数值接收模块130获取负荷投入需要的组数和时间间隔,数值计算模块150根据组数和额定传输有功功率获取每一组负荷投入需要的投入功率,从而在条件判断模块170判断MMC-HVDC系统的无源侧满足预设的负荷投入的条件时,负荷投入模块190根据组数、时间间隔和投入功率对MMC-HVDC系统的无源侧进行分组分时序投入负荷,避免一次性投入过多而对交流系统频率和电压造成的冲击,频率稳定性高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。