CN109412135A - 一种直流电网安控策略的获取方法和系统 - Google Patents

一种直流电网安控策略的获取方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种直流电网安控策略的获取方法和系统，方法包括如下步骤：检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。本发明提供的技术方案，在获取直流电网安控策略时没有用到安控策略表，所以不存在安控策略表管理复杂的问题。

Description

一种直流电网安控策略的获取方法和系统
技术领域
本发明属于直流电网安全控制技术领域，具体涉及一种直流电网安控策略的获取方法和系统。
背景技术
目前直流电网安全稳定控制策略的获取方法如图1所示，是基于分段函数的策略表的控制策略；策略表如图2所示，是在预想的各种工况和故障条件下，运用离线稳定分析方法确定系统应该采取的暂态稳定控制措施集合。当电力系统发生故障时，由稳定控制装置根据故障前运行工况和实际故障信息，通过近似匹配查出相应的控制措施并付诸实施，即通过计算各方式下多个潮流断面发生严重故障下的安控量，按故障形式整理分档成表的安控策略。
这种传统的安控策略获取方法存在划分档位多，安控策略表多达数百甚至上千，策略表管理复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流电网安控策略的获取方法，用于解决现有技术中采用安控策略表获取安控策略是存在的安全策略表管理复杂的问题；相应的，本发明还提供了一种直流电网安控策略的获取系统，用于解决现有技术中采用安控策略表获取安控策略是存在的安全策略表管理复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种直流电网安控策略的获取方法，包括如下步骤：
(1)检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；
(2)根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。
进一步的，所述直流电网的故障特征包括直流电网发生故障时直流集控发送的换流器故障信息、直流断路器位置信息以及故障前送端子站的功率、受端子站的功率和线路的功率。
根据多种故障特征对直流电网的故障类型进行判断，能够判断出多种故障类型，并能够提高对故障类型判断的准确性。
进一步的，所述步骤(2)中，直流电网中各子站需切除或投入功率为相应子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差，其中子站系统可转带功率为子站中非故障层级线路可转带功率和子站非故障层级可转带功率中的最小值。
根据子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差计算需切除或投入的功率，计算方法简单，能够减少获取电网安控策略的时间。
进一步的，按照各机组的优先级投入或切除相应的功率。
根据各机组的优先级投入或切除相应的功率，在对各机组进行投切时能够快速的选择出相应的机组，提高对各机组进行投切控制的工作效率。
一种直流电网安控策略的获取系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现步骤：
(1)检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；
(2)根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。
进一步的，所述直流电网的故障特征包括直流电网发生故障时直流集控发送的换流器故障信息、直流断路器位置信息以及故障前送端子站的功率、受端子站的功率和线路的功率。
根据多种故障特征对直流电网的故障类型进行判断，能够判断出多种故障类型，并能够提高对故障类型判断的准确性。
进一步的，所述步骤(2)中，直流电网中各子站需切除或投入功率为相应子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差，其中子站系统可转带功率为子站中非故障层级线路可转带功率和子站非故障层级可转带功率中的最小值。
根据子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差计算需切除或投入的功率，计算方法简单，能够减少获取电网安控策略的时间。
进一步的，按照各机组的优先级投入或切除相应的功率。
根据各机组的优先级投入或切除相应的功率，在对各机组进行投切时能够快速的选择出相应的机组，提高对各机组进行投切控制的工作效率。
本发明的有益效果是：本发明提供的技术方案，在获取直流电网安控策略时没有用到安控策略表，所以不存在安控策略表管理复杂的问题。
附图说明
图1为现有技术中直流电网安控策略获取方法的示意图；
图2为现有技术中策略表的示意图；
图3为本发明方法实施例中应用直流电网安控策略的获取方法的直流电网；
图4为本发明方法实施例中直流电网安控策略的获取方法。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种直流电网安控策略的获取方法，用于解决现有技术中采用安控策略表获取安控策略是存在的安全策略表管理复杂的问题；相应的，本发明还提供了一种直流电网安控策略的获取系统，用于解决现有技术中采用安控策略表获取安控策略是存在的安全策略表管理复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种直流电网安控策略的获取方法，包括如下步骤：
(1)检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；
(2)根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
方法实施例：
本实施例提供一种直流电网安控策略的获取方法，根据直流电网的故障类型计算出需要投入或切除的功率并执行相应的投切动作，实现对直流电网的稳定控制。
本实施例所提供的安控系统控制方法，其适用的直流电网如图3所示，其中包括送端子站主机1、送端子站主机2、受端子站主机1和受端子站主机2，其中受端子站主机1连接有受端1极控，受端子站主机2连接有受端2极控，送端子站主机1连接有送端1极控，送端子站主机2连接有送端2极控，并且送端子站主机1和送端子站主机2分别设置有相应的执行终端，送端1极控和送端2极控分别设置有相应的分组切机Ac-Chopper。送端子站主机1设置在送端换流站1中，送端子站主机2设置在送端换流站2中，受端子站主机1设置在受端换流站1中，受端子站主机2设置在受端换流站2中。
本实施例所提供的直流电网安控策略的获取方法，其流程如图4所示，安控系统根据直流电网的故障特征确定故障类型，并对各故障类型计算需要投入或切除的功率。
直流电网的故障特征包括直流电网发生故障时直流集控发出的换流器故障信息、直流断路器位置信息、故障前送端功率、受端功率和线路功率。
根据直流电网故障特征判断出来的故障类型包括送端换流器单极闭锁，单站闭锁，受端换流器单极闭锁，单站闭锁，直流线路单极故障退出，直流线路双极故障退出，直流断路器拒动，送端直流母线故障退出和受端直流母线故障退出。
当送端换流站发生单极闭锁故障时，故障的瞬间送端换流站所连接的新能源功率全部涌入非故障极，故障后送端换流站极控根据功率设定值投入能耗装置，泄放不平衡功率，避免非故障极会因过流而闭锁；安控子站主机根据极控发送的闭锁信号和采集到的故障前系统的运行状态计算出故障换流站需要切除的功率并发送给执行终端，执行终端在160ms内开始分组切机，分组间隔时间为40ms，直流协控与极控配合，100ms内实现故障极层功率再平衡，直流电网实现故障穿越。
当受端单极闭锁故障时，后送端换流站极控根据支路电压定值投入耗能装置，泄放不平衡功率，安控子站主机根据极控发送的闭锁信号和采集到的故障前系统的运行状态，计算出受端换流站需切除功率，按比例发送给送端子站主机，送端子站主机再将需要切功率发送给执行终端，安控系统在160ms内开始分组切机，分组间隔时间为40ms；安控与极控配合，100ms内实现故障极层功率再平衡，直流电网实现故障穿越。
送端换流站因故障闭锁退出运行，直流电网输入功率小于输出功率，直流电压降低，故障后送端换流站极控根据功率定值投入耗能装置，泄放不平衡功率，安控子站主机根据极控系统发送的闭锁信号和采集到的故障前系统的运行装置，计算出故障换流站需切功率，发送给执行终端，安控系统在160ms内开始分组切机，分组间隔时间为40ms，切除故障站全部新能源机组；安控、直流协控与极控配合，100ms内实现直流电网内功率再平衡，直流电网实现故障穿越。
受端发生单机闭锁故障时，故障后送端换流站极控根据直流电压定值投入还能装置，安控子站主机根据极控发送的闭锁信号和采集到的故障前系统的运行状态，计算出受端换流站需切除的功率，按比例发送给送端子站主机，送端子站主机再将需切除的功率发送给执行终端，安控系统在160ms内分组切除送端新能源机组；安控与极控配合，在100ms没实现故障极层功率再平衡，直流电网实现故障穿越。
连接受端的直流线路发生单极对地故障或者单极对中线短路故障以及断线故障被直流断路器隔离后，故障极层的潮流会转移到对侧送受端直流线路上，送受端的断面潮流会转移到对策送受端直流线路上，送受端的断面潮流超过直流线路最大运行功率时，该线路上的直流断路器会过载，需安控系统采取措施，线路故障策略均由受端安控子站主机完成，安控子站主机根据极控发送的线路故障信号和采集到的故障前系统的运行状态，计算出故障线路需切功率，按比例发送给送端子站主机，送端子站主机再将需切功率发送给执行终端，控制故障极送入功率不超过直流线路最大运行功率，完成直流电网的故障穿越。
连接送送端和受端的直流线路发生单极对地故障被直流断路器隔离后，故障极层无线路过载，不需采取切机措施。
连接送受端的直流线路发生双极对地或对中线短路故障策略同上。
直流断路器拒动是指近端直流断路器故障无法实现开断电流，这时候需要上层控制触发与换流器相连其它直流线路近端直流断路器动作隔离故障线路。直流断路器拒动后，需要断开故障线路近端的直流断路器，然后该换流器闭锁，换流器两侧的交流侧断路器断开。因为与拒动断路器相连的换流器被隔离，因此之后过程与换流站单极闭锁故障退出运行时的控制策略一致，需要送端换流站交流耗能装置、直流电网协控、极控和安控装置配合，完成直流电网的故障穿越。
当送端直流母线发生短路故障时，故障极被交流断路器隔离后，送端新能源机组发出的功率会全部转移到非故障极，从而超过非故障极的额定功率，此时需要采取切风机的措施，切机量>(故障换流站总受入功率-故障换流站单极额定功率)MW。该过程与送端换流站单极闭锁故障退出运行时的控制策略一致，需要送端换流站交流耗能装置、直流电网协控、极控和安控装置配合，完成直流电网的故障穿越。
当受端直流母线发生短路故障时，故障极被交流断路器隔离后，故障极层故障站线路潮流转移至送端站到非故障站线路，使得送端站到非故障站线路可能过负荷，同时由于直流电网输入功率大于输出功率，直流电压升高，该过程与受端单极闭锁故障退出运行时的控制策略一致，需要送端换流站交流耗能装置、直流电网协控、极控和安控装置配合，完成直流电网的故障穿越。
系统实施例：
本实施例提供一种直流电网安控策略的获取系统，包括存储器和处理器，存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机程序，处理器执行该计算机程序时，实现上述方法实施例中所提供的直流电网安控策略的获取方法。

Claims (8)

1.一种直流电网安控策略的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；
(2)根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。
2.根据权利要求1所述的直流电网安控策略的获取方法，其特征在于，所述直流电网的故障特征包括直流电网发生故障时直流集控发送的换流器故障信息、直流断路器位置信息以及故障前送端子站的功率、受端子站的功率和线路的功率。
3.根据权利要求1所述的直流电网安控策略的获取方法，其特征在于，所述步骤(2)中，直流电网中各子站需切除或投入功率为相应子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差，其中子站系统可转带功率为子站中非故障层级线路可转带功率和子站非故障层级可转带功率中的最小值。
4.根据权利要求1所述的直流电网安控策略的获取方法，其特征在于，按照各机组的优先级投入或切除相应的功率。
5.一种直流电网安控策略的获取系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有用于在处理器上执行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现步骤：
(1)检测直流电网的故障特征，根据直流电网的故障特征判断直流电网的故障类型；
(2)根据直流电网的故障类型计算直流电网中各子站需要切除或投入的功率，并执行相应的投入或切除相应的功率。
6.根据权利要求5所述的直流电网安控策略的获取系统，其特征在于，所述直流电网的故障特征包括直流电网发生故障时直流集控发送的换流器故障信息、直流断路器位置信息以及故障前送端子站的功率、受端子站的功率和线路的功率。
7.根据权利要求5所述的直流电网安控策略的获取系统，其特征在于，所述步骤(2)中，直流电网中各子站需切除或投入功率为相应子站换流器故障层级故障前功率与相应子站系统可转带功率之差，其中子站系统可转带功率为子站中非故障层级线路可转带功率和子站非故障层级可转带功率中的最小值。
8.根据权利要求5所述的直流电网安控策略的获取系统，其特征在于，按照各机组的优先级投入或切除相应的功率。
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