CN105375476B - 一种提高换相失败系统稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高换相失败系统稳定性的方法，包括如下步骤：步骤1.直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性；步骤2.直流换相失败后短时过负荷时域仿真；步骤3.考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性。该方法利用换相失败结束后直流的短时过负荷能力，基于时域仿真法首先确定短时过负荷的起始时刻，然后利用小步长法计算短时过负荷的最短持续时间，来提高直流换相失败后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行；本发明可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高直流换相失败系统稳定性的方法，具体涉及一种利用直流短时过负荷提高换相失败系统稳定性的方法。
背景技术
随着高压直流输电技术的不断发展，直流输送容量越来越大，目前在运特高压直流工程的额定输送功率可达800万千瓦，规划中近期将要投运的特高压直流工程的输送功率可达1000～1200万千瓦。对于大功率的特高压直流输电工程，直流换相失败引起的功率跌落过程，可能给送受端系统带来较大功率冲击。尤其是当送端系统网架相对薄弱时，直流换相失败引起的功率跌落，可能积累大量加速能量，引起送端系统暂态失稳。特高压直流输电工程一般具有短时过负荷能力，如3秒过负荷1.3倍。直流换相失败结束功率恢复后，如果利用短时过负荷能力，则可提高送端系统暂态稳定性。
有鉴于此，本发明提供一种利用直流短时过负荷提高换相失败系统稳定性的方法，可以提高直流换相失败后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行，本发明可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
发明内容
本发明提供一种提高换相失败系统稳定性的方法，该方法利用换相失败结束后直流的短时过负荷能力，基于时域仿真法首先确定短时过负荷的起始时刻，然后利用小步长法计算短时过负荷的最短持续时间，来提高直流换相失败后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行。
一种提高换相失败系统稳定性的方法，包括如下步骤：
步骤1.直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性；
步骤2.直流换相失败后短时过负荷时域仿真；
步骤3.考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性。
进一步的，所述步骤1，若系统稳定，算法结束；系统失稳，读取直流额定短时过负荷倍数及持续时间，设定短时过负荷起始时刻的初值、增长步长及最大允许值，转向步骤2。
进一步的，所述步骤2，根据短时过负荷期间直流功率是否可提升至指定过负荷倍数，确定是否将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。
若短时过负荷期间直流功率不可提升至指定过负荷倍数，将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。
判断增加一个增长步长后的短时过负荷起始时刻是否超过短时过负荷起始时刻的最大允许值，若没超过，则重复步骤2；反之，算法结束。
若短时过负荷期间直流功率可提升至指定过负荷倍数，则不增加步长，并设定短时过负荷持续时间初值、增长步长以及最大允许值，转向步骤3。
进一步的，所述步骤3，若系统稳定，算法结束；若系统失稳，将短时过负荷持续时间增加一个增长步长。
判断增加一个增长步长后的短时过负荷持续时间是否超过短时过负荷持续时间的最大允许值，若没超过，重复步骤3；反之，算法结束。
进一步的，所述步骤1换相失败结束后，不考虑直流功率短时过负荷。
进一步的，短时过负荷起始时刻的初值为换相失败结束后直流功率恢复至90％的时刻；短时过负荷起始时刻的最大允许值为TM为直流换相失败引起系统失稳对应主导模式的振荡周期，短时过负荷起始时刻增长步长可设为一个小的时间(如0.1s)。
进一步的，步骤2进行直流换相失败后短时过负荷时域仿真，短时过负荷持续时间为TDN。
进一步的，设定短时过负荷持续时间的增长步长为一个小的时间(如0.1s)，短时过负荷持续时间初值为一个增长步长，最大允许值为直流额定短时过负荷持续时间TDN。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明所提供的技术方案中，利用直流短时过负荷能力，采用时域仿真法，首先确定短时过负荷的起始时刻，然后计算短时过负荷的持续时间，来提高直流换相失败后系统的稳定性，保障特高压交直流电网安全稳定运行。
2、本发明所提供的技术方案，可用于电网规划和运行计算，为系统分析人员提供技术支撑。
3、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明一种提高换相失败系统稳定性的方法的流程图；
图2是本发明提供的实施例中电力系统示意图；
图3是本发明提供的实施例中不考虑短时过负荷系统解列的线路1-2功率曲线图；
图4是本发明提供的实施例中考虑短时过负荷系统稳定的线路1-2功率曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明提供了一种提高换相失败系统稳定性的方法，方法包括如下步骤：
步骤1.直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性；
步骤2.直流换相失败后短时过负荷时域仿真；
步骤3.考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性。
所述步骤1，若系统稳定，算法结束；系统失稳，读取直流额定短时过负荷倍数及持续时间，设定短时过负荷起始时刻的初值、增长步长及最大允许值，转向步骤2。
所述步骤2，根据短时过负荷期间直流功率是否可提升至指定过负荷倍数，确定是否将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。
若短时过负荷期间直流功率不可提升至指定过负荷倍数，将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。判断增加一个增长步长后的短时过负荷起始时刻是否超过短时过负荷起始时刻的最大允许值，若没超过，则重复步骤2；反之，算法结束。
若短时过负荷期间直流功率可提升至指定过负荷倍数，则不增加步长，并设定短时过负荷持续时间初值、增长步长以及最大允许值，转向步骤3。
所述步骤3，若系统稳定，算法结束；若系统失稳，将短时过负荷持续时间增加一个增长步长。
判断增加一个增长步长后的短时过负荷持续时间是否超过短时过负荷持续时间的最大允许值，若没超过，重复步骤3；反之，算法结束。
如图2所示，以一种电力系统为例。系统1与系统2通过交流线路1-2互联；系统1与系统3通三回直流线路3-4、5-6、7-8互联。初始方式下，线路1-2有功功率5230MW，方向为系统1送系统2；直流3-4、5-6、7-8额定功率运行，分别为6400MW、7200MW、8000MW，方向均为系统1送系统3。若三回直流同时发生换相失败，则系统1与系统2功角失稳，线路1-2解列，需要利用直流短时过负荷能力提高系统稳定性。
第一步，不考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真，系统1、系统2功角失稳，线路1-2解列，曲线如图3所示。
第二步，读取直流额定短时过负荷倍数及持续时间，直流3-4、5-6、7-8的额定短时过负荷倍数均为1.2倍，持续时间均为3s。系统1、系统2的振荡周期约9s，设定短时过负荷起始时刻的初值、增长步长及最大允许值分别为0.2s、0.1s、4.5s。
第三步，逐步增大短时过负荷的起始时刻，进行直流换相失败后短时过负荷时域仿真。当短时过负荷的起始时刻为0.5s时，短时过负荷期间直流功率可提升至额定短时过负荷倍数。因此，短时过负荷的起始时刻取0.5s。
第四步，设定短时过负荷持续时间初值、增长步长以及最大允许值分别为0s、0.1s、3s。
第五步，逐步增大短时过负荷持续时间，考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真。当短时过负荷持续时间为1.0s时，系统稳定，线路1-2功率曲线如图4所示。因此，短时过负荷的持续时间取1.0s。
最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种提高换相失败系统稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1.直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性；
所述步骤1，若系统稳定，算法结束；系统失稳，读取直流额定短时过负荷倍数ηN及持续时间TDN，设定短时过负荷起始时刻的初值、增长步长及最大允许值，转向步骤2；
步骤2.直流换相失败后短时过负荷时域仿真；
步骤3.考虑短时过负荷，进行直流换相失败时域仿真，判断系统的稳定性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2，根据短时过负荷期间直流功率是否可提升至指定过负荷倍数，确定是否将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，短时过负荷期间直流功率不可提升至指定过负荷倍数，将当前短时过负荷起始时刻增加一个增长步长。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，判断增加一个增长步长后的短时过负荷起始时刻是否超过短时过负荷起始时刻的最大允许值，若没超过，则重复步骤2；反之，算法结束。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，短时过负荷期间直流功率可提升至指定过负荷倍数，则不增加步长，并设定短时过负荷持续时间初值、增长步长以及最大允许值，转向步骤3。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3，若系统稳定，算法结束；若系统失稳，将短时过负荷持续时间增加一个增长步长。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，判断增加一个增长步长后的短时过负荷持续时间是否超过短时过负荷持续时间的最大允许值，若没超过，重复步骤3；反之，算法结束。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1换相失败结束后，不考虑直流功率短时过负荷。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，短时过负荷起始时刻的初值为换相失败结束后直流功率恢复至90％的时刻；短时过负荷起始时刻的最大允许值为TM为直流换相失败引起系统失稳对应主导模式的振荡周期。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的短时过负荷持续时间为TDN。
11.如权利要求5所述的方法，其特征在于，短时过负荷持续时间初值为一个增长步长，最大允许值为直流额定短时过负荷持续时间TDN。
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| CN103633638A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-03-12 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种多直流送出的孤岛电网频率控制策略 |
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Non-Patent Citations (3)
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| ±800kV特高压直流换相失败的RTDS仿真及后续控制保护特性研究;郑传材 等;《电网技术》;20110430;第35卷(第4期);全文 |
| 多馈直流系统接入对交流电网的影响及混联系统关键问题研究;黄震;《中国博士学位论文全文数据库》;20110331;第11-18页 |
| 特高压直流运行故障特性及其对受端系统影响研究;郑传材;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20100520;第33页第3.1.1小节，第40页第3.2.2小节-第43页第3.3.1小节 |
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