CN108879733A - 一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，协控主站接受直流控制执行站发送的直流闭锁信息，并从控制策略表匹配得到控制量和有效控制对象集；协控主站识别直流、储能和负荷可控对象的当前有效控制量，形成实时控制措施，发送给直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站，协同完成紧急控制。本发明提供的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，可用于解决受端电网直流闭锁后多种控制对象的优先次序问题，有益于充分利用直流、储能、负荷系统的可控特点，改善系统的频率稳定性，避免减少切负荷量，提高电力系统运行的经济性和安全性。

Description

一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法
技术领域
本发明涉及一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，属于电力系统自动化控制技术领域。
背景技术
目前，随着特高压直流工程的大规模建设，交直流系统之间与直流系统之间的关联越来越紧密。在特高压电网建设过渡期，电网“强直弱交”特性明显，系统安全运行面临较大风险。在多馈入直流输电系统中，由于各直流逆变站间电气距离较近，交直流系统间相互作用复杂，直流系统或受端交流系统发生故障，可能引发多回直流同时或相继换相失败和连续换相失败从而导致直流闭锁，最终威胁到整个系统的安全稳定运行。
电力系统中的储能技术已被视为电网运行过程中“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分。储能技术可以在一定程度上提高电网的稳定性，包括电压稳定和频率稳定等。
专利“一种基于直流功率紧急控制的交直流协调控制方法(ZL 201210088791.9)”，给出了三种基于交直流协调控制原则：基于优先级分配原则的交直流协调控制，基于均匀分配原则的交直流协调控制，或基于功率负载率相等原则的交直流协调控制，并分别给出了不同原则下各直流线路控制量分配方法。但是该方法中不同直流线路的优先级为事先指定，没有具体的优先级计算方法。
专利“一种弱受端电网直流功率波动闭锁控制方法(ZL 2014 10022369.2)”，方法在直流功率发生波动、弱受端电网频率下降至极限频率后双极闭锁直流系统，确保安控正确动作后第三道防线低周减载装置不动作，避免受端电网长时间承担较大功率缺额而不采取任何措施导致的电网频率崩溃,保证受端系统稳定运行。但是该方法中并未考虑到直流闭锁后多种控制对象的协调控制问题。
为了增强电网的频率稳定特性，可以充分利用直流、储能、负荷系统的可控特点，解决受端电网直流闭锁后多种控制对象的优先次序问题，改善系统的频率稳定性，避免减少切负荷量，提高电力系统运行的经济性和安全性。
发明内容
目的：为了改善受端电网直流闭锁后频率的稳定性，避免直流闭锁带来的电网安全稳定运行性问题，本发明提供一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，包括：协控主站、直流控制执行站、储能控制执行站以及负荷控制执行站。
所述协控主站用于接收直流控制执行站发送的直流闭锁信息、闭锁前输送功率信息，获取各直流、储能运行信息，各负荷控制执行站的状态信息；根据电网实时运行方式，滚动计算形成控制策略表；根据控制策略表匹配出控制量和有效控制对象集合；识别直流、储能和负荷的有效控制量；形成可执行策略分别向直流控制执行站和储能控制执行站发送有功功率提升指令，向负荷控制执行站发出减少有功负荷量的指令。
所述直流控制执行站用于接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，直流闭锁前输送功率信息，并将该信息发送给协控主站；接收协控主站下发的提升有功功率指令，执行紧急控制。
所述储能控制执行站用于获取储能运行信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的提升有功功率控制指令，执行紧急控制。
所述负荷控制执行站用于获取本站可控负荷信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的切除有功负荷指令，执行紧急控制。
一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，具体步骤如下：
步骤1：直流控制执行站接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，当发生直流闭锁时，直流闭锁信息从直流控制执行站发送至协控主站；
步骤2：协控主站从在线控制策略表中匹配得到控制总量和有效控制对象集合；
步骤3：协控主站识别直流、储能和负荷可控对象的有效控制量；
步骤4：协控主站形成可执行策略，发送给直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站，协同完成紧急控制。
作为优选方案，所述步骤1中直流闭锁信息包括直流单极闭锁、双极闭锁，以及闭锁前输送功率信息。
作为优选方案，所述步骤2中在线控制策略表，由协控主站根据电网实时运行方式，进行滚动计算，并根据仿真计算结果实时刷新形成，其中包括所需的控制总量和有效控制对象集合。
作为优选方案，所述步骤3包括以下步骤：
步骤3-1：协控主站接收各直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站上送的运行状态信息，包括直流、储能的投运、停运以及当前容量信息，负荷控制执行站的投运、停运以及当前可调容量信息；
步骤3-2：若直流或储能有效控制对象当前投运，则认为是直流或储能可控对象；若负荷控制执行站投运且可控容量大于零，则认为是负荷可控对象；
步骤3-3：计算各可控对象的有效控制量：
直流有效控制量ΔPD(i)为直流最大长期过载能力PDmax(i)，通常取额定输送功率的1.1倍，与当前输送功率PD(i)的差值；
ΔPD(i)＝PDmax(i)-PD(i)
储能有效控制量ΔPS(j)为储能额定有功功率PSN(j)与当前有功功率PS(j)的差值
ΔPS(j)＝PSN(j)-PS(j)
负荷有效控制量为各可控负荷控制执行站上送的当前可控负荷量ΔPL(q)
PDN(i)为直流i额定输送功率；PDmax(i)为直流i最大输送功率；PD(i)为直流i当前输送功率；i为可控对象中直流线路条数，最大值为I；
PSN(j)为储能j的额定有功；PS(j)为储能j的当前有功功率；j为可控对象中储能个数，最大值为J；
q为可控对象中负荷个数，最大值为Q。
作为优选方案，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1根据可控对象的事先确定的优先级，按照最小过切原则进行控制量匹配，形成可执行策略；
步骤4-2协控主站根据可执行策略向直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站发送有功调整或负荷控制信息，协同完成紧急控制。
有益效果：本发明提供的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，本发明可用于解决受端电网直流闭锁后多种控制对象的优先次序问题，有益于充分利用直流、储能、负荷系统的可控特点，改善系统的频率稳定性，避免减少切负荷量，提高电力系统运行的经济性和安全性。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，包括协控主站、直流控制执行站、储能控制执行站以及负荷控制执行站。
所述协控主站用于接收直流控制执行站发送的直流闭锁信息、闭锁前输送功率信息，获取各直流、储能运行信息，各负荷控制执行站的状态信息；根据电网实时运行方式，滚动计算形成控制策略表；根据控制策略表匹配出控制量和有效控制对象集合；识别直流、储能和负荷的有效控制量；形成可执行策略分别向直流控制执行站和储能控制执行站发送有功功率提升指令，向负荷控制执行站发出减少有功负荷量的指令。
所述直流控制执行站用于接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，直流闭锁前输送功率信息，并将该信息发送给协控主站；接收协控主站下发的提升有功功率指令，执行紧急控制；
所述储能控制执行站用于获取储能运行信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的提升有功功率控制指令，执行紧急控制。
所述负荷控制执行站用于获取本站可控负荷信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的切除有功负荷指令，执行紧急控制。
一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制方法，协控主站接受直流控制执行站发送的直流闭锁信息，并从控制策略表匹配得到控制量和有效控制对象集；协控主站识别直流、储能和负荷可控对象的当前有效控制量，形成实时控制措施，发送给直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站，协同完成紧急控制。其具体步骤如下：
步骤1：直流控制执行站接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，当发生直流闭锁时，直流闭锁信息从直流控制执行站发送至协控主站；
步骤2：协控主站从在线控制策略表中匹配得到控制总量和有效控制对象集合；
步骤3：协控主站识别直流、储能和负荷可控对象的有效控制量；
步骤4：协控主站形成可执行策略，发送给直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站，协同完成紧急控制。
所述直流闭锁信息包括直流单极闭锁、双极闭锁，以及闭锁前输送功率信息。
所述步骤2中在线控制策略表，由协控主站根据电网实时运行方式，进行滚动计算，并根据仿真计算结果实时刷新形成，其中包括所需的控制总量和有效控制对象集合。
所述步骤3包括以下步骤：
步骤3-1协控主站接收各直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站上送的运行状态信息，包括直流、储能的投运、停运以及当前容量信息，负荷控制执行站的投运、停运以及当前可调容量信息；
步骤3-2若直流或储能有效控制对象当前投运，则认为是直流或储能可控对象。若负荷控制执行站投运且可控容量大于零，则认为是负荷可控对象；
步骤3-3计算各可控对象的有效控制量；
直流有效控制量ΔPD(i)为直流最大长期过载能力PDmax(i)(通常取额定输送功率的1.1倍)与当前输送功率PD(i)的差值；
ΔPD(i)＝PDmax(i)-PD(i)
储能有效控制量ΔPS(j)为储能额定有功功率PSN(j)与当前有功功率PS(j)的差值
ΔPS(j)＝PSN(j)-PS(j)
负荷有效控制量为各可控负荷控制执行站上送的当前可控负荷量ΔPL(q)
PDN(i)为直流i额定输送功率；PDmax(i)为直流i最大输送功率；PD(i)为直流i当前输送功率；i为可控对象中直流线路条数，最大值为I；
PSN(j)为储能j的额定有功；PS(j)为储能j的当前有功功率；j为可控对象中储能个数，最大值为J；
q为可控对象中负荷个数，最大值为Q。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1根据可控对象的事先确定的优先级，按照最小过切原则进行控制量匹配，形成可执行策略；
步骤4-2协控主站根据可执行策略向直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站发送有功调整或负荷控制信息，协同完成紧急控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，其特征在于：包括：协控主站、直流控制执行站、储能控制执行站以及负荷控制执行站。
2.根据权利要求1所述的一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，其特征在于：所述协控主站用于接收直流控制执行站发送的直流闭锁信息、闭锁前输送功率信息，获取各直流、储能运行信息，各负荷控制执行站的状态信息；根据电网实时运行方式，滚动计算形成控制策略表；根据控制策略表匹配出控制量和有效控制对象集合；识别直流、储能和负荷的有效控制量；形成可执行策略分别向直流控制执行站和储能控制执行站发送有功功率提升指令，向负荷控制执行站发出减少有功负荷量的指令。
3.根据权利要求1所述的一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，其特征在于：所述直流控制执行站用于接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，直流闭锁前输送功率信息，并将该信息发送给协控主站；接收协控主站下发的提升有功功率指令，执行紧急控制。
4.根据权利要求1所述的一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，其特征在于：所述储能控制执行站用于获取储能运行信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的提升有功功率控制指令，执行紧急控制。
5.根据权利要求1所述的一种改善受端电网直流闭锁后频率稳定性的协调控制系统，其特征在于：所述负荷控制执行站用于获取本站可控负荷信息，并将该信息上送给协控主站，接收协控主站下发的切除有功负荷指令，执行紧急控制。
6.一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤1：直流控制执行站接收直流控制保护系统发出的直流闭锁信息，当发生直流闭锁时，直流闭锁信息从直流控制执行站发送至协控主站；
步骤2：协控主站从在线控制策略表中匹配得到控制总量和有效控制对象集合；
步骤3：协控主站识别直流、储能和负荷可控对象的有效控制量；
步骤4：协控主站形成可执行策略，发送给直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站，协同完成紧急控制。
7.根据权利要求6所述的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，其特征在于：所述步骤1中直流闭锁信息包括直流单极闭锁、双极闭锁，以及闭锁前输送功率信息。
8.根据权利要求6所述的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，其特征在于：所述步骤2中在线控制策略表，由协控主站根据电网实时运行方式，进行滚动计算，并根据仿真计算结果实时刷新形成，其中包括所需的控制总量和有效控制对象集合。
9.根据权利要求6所述的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：
步骤3-1：协控主站接收各直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站上送的运行状态信息，包括直流、储能的投运、停运以及当前容量信息，负荷控制执行站的投运、停运以及当前可调容量信息；
步骤3-2：若直流或储能有效控制对象当前投运，则认为是直流或储能可控对象；若负荷控制执行站投运且可控容量大于零，则认为是负荷可控对象；
步骤3-3：计算各可控对象的有效控制量：
直流有效控制量ΔPD(i)为直流最大长期过载能力PDmax(i)，通常取额定输送功率的1.1倍，与当前输送功率PD(i)的差值；
ΔPD(i)＝PDmax(i)-PD(i)
储能有效控制量ΔPS(j)为储能额定有功功率PSN(j)与当前有功功率PS(j)的差值
ΔPS(j)＝PSN(j)-PS(j)
负荷有效控制量为各可控负荷控制执行站上送的当前可控负荷量ΔPL(q)
PDN(i)为直流i额定输送功率；PDmax(i)为直流i最大输送功率；PD(i)为直流i当前输送功率；i为可控对象中直流线路条数，最大值为I；
PSN(j)为储能j的额定有功；PS(j)为储能j的当前有功功率；j为可控对象中储能个数，最大值为J；
q为可控对象中负荷个数，最大值为Q。
10.根据权利要求6所述的一种改善直流闭锁后电网频率稳定性的协调控制方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1根据可控对象的事先确定的优先级，按照最小过切原则进行控制量匹配，形成可执行策略；
步骤4-2协控主站根据可执行策略向直流控制执行站、储能控制执行站和负荷控制执行站发送有功调整或负荷控制信息，协同完成紧急控制。
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