CN107732953A - 一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法，解决了直流输电线路闭锁后由于采取的切机安全控制策略不合理容易引发支路潮流超过热稳定极限和电压低于安全运行限值的问题。本发明是通过归一化可切机组的容量和切机后潮流改变量，并将切机后线路的潮流值、机组的功角值、节点的电压值引入到各自的惩罚函数，制定出一种充分考虑切机效率、切机对电压及功角稳定性的影响及减小直流近区潮流变化的直流闭锁后切机顺序确定策略。通过量化并排序的方法合理地将直流稳控系统的可切机组进行了排序，很好地满足了调度现成的需求。

Description

一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法
技术领域
本发明涉及一种电网安全稳定运行领域，具体涉及一种特高压直流送端电网中的直流稳控系统切机顺序的确定方法。
背景技术
近年来，随着我国特高压直流输电工程的快速发展，特高压直流输电线路被用于将某一交流电网的电力输送到远方的另一交流电网中。特高压直流输电线路的输送端所连接的电网称为直流送端电网，特高压直流输电线路的接受端所连接的电网称为直流受端电网。当特高压直流输电线路正常运行时，直流送端电网的各支路的潮流汇集到直流输送线路后，被传送给直流受端电网。当特高压直流输电线路发生故障闭锁后，直流送端电网中极易因大量的功率过剩，造成直流送端电网的各支路的功率大幅度波动，有时甚至超过支路的热稳定潮流极限，威胁到整个电网的安全运行。当遇到此类情况时，直流送端电网的调度人员会依据现有的“安全控制策略”切除发生故障被闭锁的直流输电线路的输入端近区的交流机组，调度人员所依据的现有“安全控制策略”是基于侧重电网系统稳定性而制定的，安全控制策略中所执行的切机组合，虽然起到了抑制支路功率大幅波动的作用，但容易在直流送端电网中造成潮流转移，发生转移潮流的支路容易出现超过其热稳定潮流极限值的现象，并导致该支路的电压低于安全运行限值，引发电网崩溃。
发明内容
本发明提供了一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法，解决了直流输电线路闭锁后由于采取的切机安全控制策略不合理容易引发支路潮流超过热稳定极限和电压低于安全运行限值的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
本发明的总体构思是：通过归一化可切机组的容量和切机后潮流改变量，并将切机后线路的潮流值、机组的功角值、节点的电压值引入到各自的惩罚函数，制定出一种充分考虑切机效率、切机对电压及功角稳定性的影响及减小直流近区潮流变化的直流闭锁后切机顺序确定策略。
一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法，包括以下步骤：
第一步、调取直流送端电网在发生故障闭锁后现有的安全控制策略，将该安全控制策略中的机组确定为可切发电机组，并将可切发电机组依次编号为G#1, G#2, …G#M，并定义为机组集合C；
第二步、确定直流送端电网所连接的直流换流站的近区线路数L , 并计算L条近区线路的初始潮流，表示为：P1_0…PL_0 ；
第三步、切除机组集合C中的编号为G#1的可切发电机组后，计算L条近区线路的潮流，表示为：P1_1…PL_1 ；将得到的各潮流与第二步得到的初始潮流进行比较，若该潮流与初始潮流方向相同，则将该潮流与初始潮流作减法得到差值，得到该差值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值；若该潮流与初始潮流方向相反，则将该潮流与初始潮流作加法得到和值，得到该和值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值，将L条近区线路的L个潮流变化量的绝对值相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值ΔP1；
第四步、依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，重复第三步的步骤，计算得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值：ΔP2…ΔPM；
第五步、选取近区线路潮流变化总值:ΔP1…ΔPM中的最大值ΔPmax和最小值ΔPmin；
第六步、用切除编号为G#1的可切发电机组后近区线路潮流变化总值ΔP1减去近区线路潮流变化总值的最小值ΔPmin的差，除以，近区线路潮流变化总值的最大值ΔPmax与最小值ΔPmin的差值，得到切除编号为G#1的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP1′；用同样的算法，分别得到：依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP2′…ΔPM′；
第七步、采集机组集合C中的每台发电机组的容量：C1…CM，并从中选取最大发电机组的容量值Cmax和最小发电机组的容量值Cmin；分别计算每台发电机组的归一化容量值Ct′，计算方法为用最大发电机组的容量值Cmax减去各台发电机组的容量得到的差，除以，用最大发电机组的容量值Cmax减去最小发电机组的容量值Cmin得到的差值；
第八步、采集直流送端电网所连接的直流换流站的近区的L条线路上各自的热稳定值，取切除编号为G#1的可切发电机组时，L条线路上各自的潮流值，并将各自线路的热稳定值与切除编号为G#1的可切发电机组的潮流值进行比较，若热稳定值大于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为0, 若热稳定值小于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为2；将切除编号为G#1的可切发电机组时的L个惩罚值相加得到潮流过热稳综合惩罚值ε11；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的潮流过热稳综合惩罚值ε21…εM1 ；
第九步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的电压稳定裕度，若电压稳定裕度大于0，则电压惩罚值定义为0，若电压稳定裕度小于0，则电压惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时电压综合惩罚值ε12；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的电压综合惩罚值ε22…εM2；
第十步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的功角稳定裕度，若功角稳定裕度大于0，则功角惩罚值定义为0，若功角稳定裕度小于0，则功角惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时功角综合惩罚值ε13；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的功角综合惩罚值ε23…εM3；
第十一步、将切除编号为G#1的可切发电机组时的归一化潮流变化量ΔP1′、潮流过热稳综合惩罚值ε11、电压综合惩罚值ε12、功角综合惩罚值ε13相加后得到的值，再与编号为G#1的可切发电机组的归一化容量值C1′相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组时的综合评价值Pr1；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的综合评价值Pr2…PrM；将综合评价值Pr1…PrM从小到大进行优先级排序，并根据该排序对应排列出可切发电机组的优先级排序，该排序即为直流闭锁后切机的优先级排序。
本发明针对特高压直流送端电网中稳控系统，在直流故障闭锁后，充分考虑切机效率、切除发电机对于直流近区潮流的影响，切除发电机对于线路热稳，电压稳定性、功角稳定性等安全因素的影响，通过量化并排序的方法合理地将直流稳控系统的可切机组进行了排序，很好地满足了调度现成的需求。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明：
一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法，包括以下步骤：
第一步、调取直流送端电网在发生故障闭锁后现有的安全控制策略，将该安全控制策略中的机组确定为可切发电机组，并将可切发电机组依次编号为G#1, G#2, …G#M，并定义为机组集合C；
第二步、确定直流送端电网所连接的直流换流站的近区线路数L , 并计算L条近区线路的初始潮流，表示为：P1_0…PL_0 ；
第三步、切除机组集合C中的编号为G#1的可切发电机组后，计算L条近区线路的潮流，表示为：P1_1…PL_1 ；将得到的各潮流与第二步得到的初始潮流进行比较，若该潮流与初始潮流方向相同，则将该潮流与初始潮流作减法得到差值，得到该差值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值；若该潮流与初始潮流方向相反，则将该潮流与初始潮流作加法得到和值，得到该和值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值，将L条近区线路的L个潮流变化量的绝对值相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值ΔP1；
第四步、依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，重复第三步的步骤，计算得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值：ΔP2…ΔPM；
第五步、选取近区线路潮流变化总值:ΔP1…ΔPM中的最大值ΔPmax和最小值ΔPmin；
第六步、用切除编号为G#1的可切发电机组后近区线路潮流变化总值ΔP1减去近区线路潮流变化总值的最小值ΔPmin的差，除以，近区线路潮流变化总值的最大值ΔPmax与最小值ΔPmin的差值，得到切除编号为G#1的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP1′；用同样的算法，分别得到：依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP2′…ΔPM′；潮流变化量越大，归一化后所得值越大，说明切除该机组并非最佳选择；
第七步、采集机组集合C中的每台发电机组的容量：C1…CM，并从中选取最大发电机组的容量值Cmax和最小发电机组的容量值Cmin；分别计算每台发电机组的归一化容量值Ct′，计算方法为用最大发电机组的容量值Cmax减去各台发电机组的容量得到的差，除以，用最大发电机组的容量值Cmax减去最小发电机组的容量值Cmin得到的差值；潮流变化量越大，归一化后所得值越大，说明切除该机组并非最佳选择；
第八步、采集直流送端电网所连接的直流换流站的近区的L条线路上各自的热稳定值，取切除编号为G#1的可切发电机组时，L条线路上各自的潮流值，并将各自线路的热稳定值与切除编号为G#1的可切发电机组的潮流值进行比较，若热稳定值大于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为0, 若热稳定值小于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为2；将切除编号为G#1的可切发电机组时的L个惩罚值相加得到潮流过热稳综合惩罚值ε11；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的潮流过热稳综合惩罚值ε21…εM1 ；
第九步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的电压稳定裕度，若电压稳定裕度大于0，则电压惩罚值定义为0，若电压稳定裕度小于0，则电压惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时电压综合惩罚值ε12；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的电压综合惩罚值ε22…εM2；
第十步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的功角稳定裕度，若功角稳定裕度大于0，则功角惩罚值定义为0，若功角稳定裕度小于0，则功角惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时功角综合惩罚值ε13；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的功角综合惩罚值ε23…εM3；
第十一步、将切除编号为G#1的可切发电机组时的归一化潮流变化量ΔP1′、潮流过热稳综合惩罚值ε11、电压综合惩罚值ε12、功角综合惩罚值ε13相加后得到的值，再与编号为G#1的可切发电机组的归一化容量值C1′相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组时的综合评价值Pr1；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的综合评价值Pr2…PrM；将综合评价值Pr1…PrM从小到大进行优先级排序，并根据该排序对应排列出可切发电机组的优先级排序，该排序即为直流闭锁后切机的优先级排序。

Claims (1)

1.一种计及安全及效率的直流闭锁后切机顺序确定方法，包括以下步骤：
第一步、调取直流送端电网在发生故障闭锁后现有的安全控制策略，将该安全控制策略中的机组确定为可切发电机组，并将可切发电机组依次编号为G#1, G#2, …G#M，并定义为机组集合C；
第二步、确定直流送端电网所连接的直流换流站的近区线路数L , 并计算L条近区线路的初始潮流，表示为：P1_0…PL_0 ；
第三步、切除机组集合C中的编号为G#1的可切发电机组后，计算L条近区线路的潮流，表示为：P1_1…PL_1 ；将得到的各潮流与第二步得到的初始潮流进行比较，若该潮流与初始潮流方向相同，则将该潮流与初始潮流作减法得到差值，得到该差值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值；若该潮流与初始潮流方向相反，则将该潮流与初始潮流作加法得到和值，得到该和值的绝对值作为该条近区线路的潮流变化量的绝对值，将L条近区线路的L个潮流变化量的绝对值相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值ΔP1；
第四步、依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，重复第三步的步骤，计算得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后，近区线路潮流变化总值：ΔP2…ΔPM；
第五步、选取近区线路潮流变化总值:ΔP1…ΔPM中的最大值ΔPmax和最小值ΔPmin；
第六步、用切除编号为G#1的可切发电机组后近区线路潮流变化总值ΔP1减去近区线路潮流变化总值的最小值ΔPmin的差，除以，近区线路潮流变化总值的最大值ΔPmax与最小值ΔPmin的差值，得到切除编号为G#1的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP1′；用同样的算法，分别得到：依次分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组后的归一化潮流变化量ΔP2′…ΔPM′；
第七步、采集机组集合C中的每台发电机组的容量：C1…CM，并从中选取最大发电机组的容量值Cmax和最小发电机组的容量值Cmin；分别计算每台发电机组的归一化容量值Ct′，计算方法为用最大发电机组的容量值Cmax减去各台发电机组的容量得到的差，除以，用最大发电机组的容量值Cmax减去最小发电机组的容量值Cmin得到的差值；
第八步、采集直流送端电网所连接的直流换流站的近区的L条线路上各自的热稳定值，取切除编号为G#1的可切发电机组时，L条线路上各自的潮流值，并将各自线路的热稳定值与切除编号为G#1的可切发电机组的潮流值进行比较，若热稳定值大于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为0, 若热稳定值小于潮流值，则将该条近区线路的惩罚值定义为2；将切除编号为G#1的可切发电机组时的L个惩罚值相加得到潮流过热稳综合惩罚值ε11；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的潮流过热稳综合惩罚值ε21…εM1 ；
第九步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的电压稳定裕度，若电压稳定裕度大于0，则电压惩罚值定义为0，若电压稳定裕度小于0，则电压惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时电压综合惩罚值ε12；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的电压综合惩罚值ε22…εM2；
第十步、切除编号为G#1的可切发电机组时，使用基于EEAC算法的Fastest软件计算直流送端电网的功角稳定裕度，若功角稳定裕度大于0，则功角惩罚值定义为0，若功角稳定裕度小于0，则功角惩罚值定义为2，得到切除编号为G#1的可切发电机组时功角综合惩罚值ε13；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的功角综合惩罚值ε23…εM3；
第十一步、将切除编号为G#1的可切发电机组时的归一化潮流变化量ΔP1′、潮流过热稳综合惩罚值ε11、电压综合惩罚值ε12、功角综合惩罚值ε13相加后得到的值，再与编号为G#1的可切发电机组的归一化容量值C1′相加，得到切除编号为G#1的可切发电机组时的综合评价值Pr1；重复以上步骤，得到分别切除编号为G#2, …G#M的可切发电机组时的综合评价值Pr2…PrM；将综合评价值Pr1…PrM从小到大进行优先级排序，并根据该排序对应排列出可切发电机组的优先级排序，该排序即为直流闭锁后切机的优先级排序。
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