CN105375524A - 一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提供一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，包括步骤1建立基础方式；步骤2考察近区风电场暂态压升水平；步骤3：当暂态压升越限，转步骤4，否则转步骤11；步骤4：当送端电网近区增开调相机，转步骤5，否则转步骤6；步骤5：当增强换流站近区电压控制能力，转步骤2；步骤6：当送端电网近区增开常规电源机组，转步骤7，否则转步骤8；步骤7：当增强换流站近区电压控制能力，转步骤2；步骤8：当暂态过程中风电场近区低电压穿越，转步骤10，否则转步骤9；步骤9：降低直流输送功率，转步骤2；步骤10：分批次停运暂态过程进入低穿状态风电场机组，转步骤2；步骤11：满足风电场稳定运行约束，结束。

Description

一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法
技术领域
本发明涉及电网运行控制领域，更具体涉及一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法。
背景技术
大力发展可再生新能源是我国面临能源紧张与环境恶化双重压力的必然选择。受限于自然资源与负荷分布，我国新能源发展主要采取大规模集中开发、高电压等级远距离送电的方式，通过直流系统采用风火打捆方式远距离送出是我国电力发展的必要手段之一。
受限于直流系统自身运行特性，在直流换相失败发生的瞬间，受端直流电压跌落，送端母线电压基本保持不变，直流电流大幅升高，导致送端换流变漏抗无功损耗增加，拉低近区母线电压；之后直流控制系统动作，拉大送端整流侧触发角以及VDCL(低压限流环节)等动作，直流电流下降(通常会降至零)，直流输送功率归零，送端换流站由无功不足转为无功盈余。
对于风电机组而言，根据风电场接入电力系统技术规定，风电场应具备一定的低电压穿越能力，但对于高电压耐受能力规定较为简单，仅要求机组机端电压低于1.1p.u时可保持连续运行，对超过0.1p.u的情况并未作出进一步的规定，即允许风电机组在机端电压超过1.1p.u情况下无延时脱网。因此，对于直流送端近区的风电机组而言，直流换相失败的低电压阶段通常来说不会使得风电机组脱网，但过电压阶段使得风电机组脱网风险的比较大。
进一步分析直流换相失败暂态过程与风电场脱网的耦合关系。在直流换相失败暂态过程中，近区母线电压波动过程为先大幅跌落，之后再大幅升高。在电压大幅跌落情况下，则近区风电机组有可能进入低电压穿越模式，而双馈风电机组一旦进入低电压穿越模式，通常伴随CROWBAR电路动作，由双馈风电机组转为异步机组，有功出力大幅降低并从系统吸收无功功率，导致近区电压进一步跌落，形成正反馈过程，可能扩大换相失败造成风电进入低穿状态的范围；而在电压恢复正常水平后，风电退出低穿状态，不再从系统吸收无功功率，但有功功率并不能快速恢复至事故前水平，因此近区呈现轻潮流状态，使得电压水平进一步升高，同样形成正反馈过程，可能扩大换相失败造成风电机组过电压脱网的风险和范围。
根据以上分析可以看出，直流送端近区换相失败造成风电脱网与两个正反馈过程密切相关，在直流送端电网运行控制中需截断正反馈过程，避免风电机组因换相失败而发生大规模脱网事故。故，需提出一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法以克服上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，在确保风火打捆直流送出送端电网风电基地不因直流换相失败电压波动而发生连锁脱网的同时尽可能提高了直流输电功率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，包括：
步骤1：根据电网运行方式，确定交流系统运行方式，直流额定输电功率，风电场高电压耐受能力；
步骤2：计算直流换相失败扰动，查看近区风电场暂态压升水平；
步骤3：判断近区风电场暂态压升是否越限，若越线则转入步骤4，否则转入步骤11；
步骤4：若送端电网近区存在增开调相机，则增开调相机且转入步骤5，否则转入步骤6；
步骤5：增开近区调相机，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤6：当送端电网近区存在增开电源机组，增开电源机组且转入步骤7，否则转入步骤8；
步骤7：增开近区电源机组，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤8：判断暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态，若是存在则转入步骤10，否则转入步骤9；
步骤9：降低直流输送功率，转入步骤2
步骤10：按照距换流站电气距离，分批次停运暂态过程进入低穿状态风电场机组，转入步骤2
步骤11：此时，直流换相失败扰动暂态电压波动满足风电场稳定运行约束。
步骤2中，通过仿真计算直流换相失败扰动，扰动前稳态运行风电机组机端电压为Unorm，仿真曲线显示的暂态过程机组机端电压峰值为Upeak，暂态压升ΔU＝Upeak-Unorm。
根据电网公司风电并网检测试验暂态压升耐受能力，确定暂态压升ΔU是否越限；未取得并网检测试验暂态压升耐受能力的，按照按照ΔU<0.1p.u判定是否越限。
通过仿真软件判断步骤8中暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态。
步骤10中根据停运暂态过程进入低穿状态风电场机组的数量，将同一距换流站电气距离的风电机组在同一批次进行停运。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明技术方案为大力发展可再生新能源提供了良好的基础；
2、本发明技术方案充分考虑了直流换相失败过程中近区电网电压先低后高的暂态过程影响，通过协调送端电网常规电源开机方式、直流送电功率和风电基地运行方式，截断造成风电机组联锁脱网的低电压正反馈和高电压正反馈过程；
3、本发明技术方案提高新能源送电运行的安全性；
4、本发明技术方案减小事故的发生，更方便且稳定的为各类人群提供电能。
附图说明
图1为本发明实施例方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
本例的发明提供一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，包括如图1所示：
步骤1：根据电网运行方式，确定交流系统运行方式，直流额定输电功率，风电场高电压耐受能力；，建立基础方式；
步骤2：计算直流换相失败扰动，查看近区风电场暂态压升水平；
步骤3：判断近区风电场暂态压升是否越限，若越线则转入步骤4，否则转入步骤11；
步骤4：若送端电网近区存在增开调相机，则增开调相机且转入步骤5，否则转入步骤6；
步骤5：增开近区调相机，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤6：当送端电网近区存在增开电源机组，增开电源机组且转入步骤7，否则转入步骤8；
步骤7：增开近区电源机组，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤8：判断暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态，若是存在则转入步骤10，否则转入步骤9；
步骤9：降低直流输送功率Pd，降低后的直流输送功率Pd’＝Pd-ΔP，转入步骤2
步骤10：按照距换流站电气距离，分批次停运暂态过程进入低穿状态风电场机组，转入步骤2
步骤11：此时，直流换相失败扰动暂态电压波动满足风电场稳定运行约束。
步骤2中，通过仿真计算直流换相失败扰动，扰动前稳态运行风电机组机端电压为Unorm，仿真曲线显示的暂态过程机组机端电压峰值为Upeak，暂态压升ΔU＝Upeak-Unorm。
根据电网公司风电并网检测试验暂态压升耐受能力，确定暂态压升ΔU是否越限；未取得并网检测试验暂态压升耐受能力的，按照按照ΔU<0.1p.u判定是否越限。
通过仿真软件判断步骤8中暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态。
步骤10中根据停运暂态过程进入低穿状态风电场机组的数量，将同一距换流站电气距离的风电机组在同一批次进行停运。
本发明提供的考虑直流换相失败电压波动的风火打捆直流送出送端电网运行方法，充分考虑了直流换相失败过程中近区电网电压先低后高的暂态过程影响，通过协调送端电网常规电源开机方式、直流送电功率和风电基地运行方式，截断造成风电机组联锁脱网的低电压正反馈和高电压正反馈过程，在确保风火打捆直流送出送端电网风电基地不因直流换相失败电压波动而发生连锁脱网的同时尽可能提高了直流输电功率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，其特征在于：包括：
步骤1：根据电网运行方式，确定交流系统运行方式，直流额定输电功率，风电场高电压耐受能力；
步骤2：计算直流换相失败扰动，查看近区风电场暂态压升水平；
步骤3：判断近区风电场暂态压升是否越限，若越线则转入步骤4，否则转入步骤11；
步骤4：若送端电网近区存在增开调相机，则增开调相机且转入步骤5，否则转入步骤6；
步骤5：增开近区调相机，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤6：当送端电网近区存在增开电源机组，增开电源机组且转入步骤7，否则转入步骤8；
步骤7：增开近区电源机组，以增强换流站近区电压控制能力，转入步骤2；
步骤8：判断暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态，若是存在则转入步骤10，否则转入步骤9；
步骤9：降低直流输送功率，转入步骤2
步骤10：按照距换流站电气距离，分批次停运暂态过程进入低穿状态风电场机组，转入步骤2
步骤11：此时，直流换相失败扰动暂态电压波动满足风电场稳定运行约束。
2.如权利要求1所述的一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，其特征在于：步骤2中，通过仿真计算直流换相失败扰动，扰动前稳态运行风电机组机端电压为Unorm，仿真曲线显示的暂态过程机组机端电压峰值为Upeak，暂态压升ΔU＝Upeak-Unorm。
3.如权利要求2所述的一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，其特征在于：根据电网公司风电并网检测试验暂态压升耐受能力，确定暂态压升ΔU是否越限；未取得并网检测试验暂态压升耐受能力的，按照按照ΔU<0.1p.u判定是否越限。
4.如权利要求1所述的一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，其特征在于：通过仿真软件判断步骤8中暂态过程中风电场是否存在近区低电压穿越状态。
5.如权利要求1所述的一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法，其特征在于：步骤10中根据停运暂态过程进入低穿状态风电场机组的数量，将同一距换流站电气距离的风电机组在同一批次进行停运。
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