CN110021951B - 一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统 - Google Patents

一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统，所述方法包括：建立待设计特高压环网的仿真计算模型；在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；在环网极限运行方式下，对所述模型的N‑2故障进行扫描分析，针对N‑2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；根据所述调制措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计。所述方法及系统生成的安控设计措施考虑的全面性高、有效性大且可操作性大，能全面覆盖此环网可能出现的的安全稳定问题，在现场实际中策略便于实现，实施后能有效防控电网问题，提升电网安全性。

Description

一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统。
背景技术
由于大规模风电、光伏等新能源通过高压直流远距离大容量外送已是我国新能源开发的主要模式。而特高压交流环网的建设，能满足特高压直流接入交流系统安全稳定需要，保障多馈入大容量直流安全稳定运行，提高电网抵御严重事故的能力；由于特高压环网线路输送容量大，多直流馈入，且环网各线路传输功率方向不定，安控设计有其特殊性；现有的安控设计在应对复杂的多直流馈入的受端特高压环网时不够全面、可操作性也较差；而电网的安全稳定控制措施是保证电网安全可靠运行的基础，是电网建设、运行的重要环节。
发明内容
为了解决背景技术存在的现有的安控设计在应对复杂的多直流馈入的受端特高压环网时不够全面、可操作性也较差的问题，本发明提供了一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统，所述方法及系统综合考虑多种电网运行模式下的对N-2故障进行安全稳定分析，根据所述安全稳定分析结果建立安控设计，所述一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法包括：
建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障下保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
在环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障进行扫描分析，针对N-2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；
根据调制措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计。
进一步的，所述根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，包括：
实时监控所述试验线路的线路功率，通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率；
监控所述试验线路的线路功率是否达到预设阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；
所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
进一步的，计算每个受端机组和受端直流功率以及送端机组和送端直流功率对应的调整变化率；所述调整变化率δ的计算方式为
Figure BDA0002008679890000021
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组或直流功率变化量；
将所述多个送端机组和送端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；
将所述多个受端机组和受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。
进一步的，所述受端机组在进行调整时，每个电厂至少保留一台机组。
进一步的，在获得环网极限运行方式前，所述方法还包括对环网进行安全校核；所述安全校核包括：
在N-1故障下进行扫描分析；
判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
进一步的，计算所述送端以及受端的直流调整效率，优先执行直流调整效率更高的直流调制措施；所述直流调制措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure BDA0002008679890000031
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量。
进一步的，判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
若不可以，则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure BDA0002008679890000032
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
进一步的，判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
进一步的，在所述模型的环网内所选择的试验线路可替换为试验断面；所述试验线路包括环网内每一段特高压线路，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
所述一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计系统包括：
模型建立单元，所述模型建立单元用于建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
极限运行设置单元，所述极限运行设置单元用于在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障下保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
措施调整单元，所述措施调整单元用于在极限运行设置单元设置的环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障下进行扫描分析，针对N-2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；
安控设计输出单元，所述安控设计输出单元用于根据所述直流调制、切负荷和预控措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计。
进一步的，所述极限运行设置单元用于实时监控所述试验线路的线路功率，通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率；所述极限运行设置单元用于监控所述试验线路的线路功率是否达到预设阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
进一步的，所述极限运行设置单元用于计算每个受端机组和受端直流功率以及送端机组和送端直流功率对应的调整变化率；所述调整变化率δ的计算方式为
Figure BDA0002008679890000041
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组或直流功率变化量；
所述极限运行设置单元用于将所述多个送端机组和送端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；将所述多个受端机组和受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。
进一步的，所述极限运行设置单元调整受端机组时，确保每个电厂至少保留一台机组。
进一步的，所述极限运行设置单元用于在获得环网极限运行方式前，对环网进行安全校核；
所述极限运行设置单元用于在N-1故障下进行扫描分析，并判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
进一步的，所述措施调整单元用于计算所述送端以及受端的直流调整效率，优先执行直流调整效率更高的直流调制措施；所述直流调制措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure BDA0002008679890000051
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量。
进一步的，所述措施调整单元用于判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
若不可以，则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure BDA0002008679890000061
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
进一步的，所述措施调整单元用于判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
进一步的，在所述模型的环网内所选择的试验线路可替换为试验断面；所述试验线路包括环网内每一段特高压线路，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法及系统；所述方法及系统综合考虑多种电网运行模式下的约束条件和影响因素，对N-2故障进行安全稳定分析，根据安全稳定分析给出全面防护待设计环网安全稳定问题的安控设计措施，所述方法及系统生成的安控设计措施的考虑的全面性高、有效性大且可操作性大，能全面覆盖此环网可能出现的的安全稳定问题，在现场实际中策略便于实现，实施后能有效防控电网问题，提升电网安全性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明具体实施方式的一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式的一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本发明具体实施方式的一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法的流程图；如图1所示，所述方法包括：
步骤110，建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
本实施例中，通过电力系统机电暂态仿真软件PSD-BPA建立环网潮流问题仿真计算模型以及机电暂态仿真计算模型实现特高压环网的仿真计算；所述仿真计算模型完全模拟实际待设计特高压环网，包含实际环网中的各个机组、线路、断面等，完全模拟各机组装机容量，实现1:1还原。
进一步的，为保证安控设计的全面性，在所述仿真计算模型中，所述方法及系统综合考虑多种电网运行模式，包括环网的目标期以及过渡期，低谷方式、平峰方式以及高峰方式，全接线与检修方式等；通过考虑上述多种运行模式下的环网参数特征，调整模型参数设置，以获得设计的全面性；具体的，可以对于所述待设计的高压环网可能存在的每一种电网运行模式进行一次安控设计，通过实际电网运行模式的改变自动的旋转对应的安控设计方案。
步骤120，在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
所述选择试验线路，是选择相对重要的试验线路，可以包括环网内每一段特高压线路；进一步的，还可以选择环网内的一个试验断面作为调整对象，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
所述试验线路的线路功率是通过调整受端、送端的机组开机数量以及对应的馈入的直流功率大小实现的；所述线路功率可在仿真计算模型中读出(相当于实际电网中的功率采集)，本实施例通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率，并实时监控所述试验线路的线路功率与预设的阈值进行对比，确认是否达到预设的阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；
所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
以送端为例，所述机组的开机数量不止是单纯的数值而已，如何选择优先开机的机组，即开机机组的选择顺序也至关重要；通过计算每个送端机组和送端直流功率对应的调整变化率，对所述多个送端机组及送端直流功率进行排序，所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；
所述调整变化率δ的计算方式为
Figure BDA0002008679890000081
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组的直流功率变化量；
同理，在受端时，将所述多个受端机组及受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。特别的，为了保证运行安全和稳定，所述受端机组在进行调整时，每个电厂至少保留一台机组。
通过调整，使试验线路的线路功率达到预设阈值后，当前环网的机组工作状态以及馈入的直流功率的大小即为环网极限运行方式；
在确定当前工作状态以及馈入的直流功率大小为环网极限运行方式前，还需先确认在当前状态下环网是否安全，即需进行安全校核，通过安全校核的情况才可以认为是极限运行方式；
所述安全校核包括：
在N-1故障下进行扫描分析；
判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
在进行反向调整时，可不再考虑线路功率的预设阈值，在现有的情况下反向调整，直至达到安全稳定状态，当前的安全稳定状态对应的机组工作状态和馈入的直流功率即为极限运行方式。
步骤130，在环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障下进行扫描分析，并通过直流调制措施进行调整，直至电网稳定；
所述直流调整措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；而在实际的调整中可能不需要同时使用两端的调制措施，通过直流小镇效率选择效率较高的优先使用；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure BDA0002008679890000091
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量。
进一步的，在每一端的调制中，通过升高或降低直流功率的大小进行直流调制。
而实际运行中，直流调制措施不可能无限制的调整，可能仅使用直流调制措施补发使电网达到稳定。所述直流调制措施具有预设的调制极限阈值所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
在进行调制前，首先判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则说明单独使用直流调制措施不足以使电网稳定；则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure BDA0002008679890000101
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
同理，所述切负荷措施也不可以无限制的调整，在判断单独使用直流调制措施不足以使电网稳定，还要进一步判断同时使用直流调制措施和切负荷措施是否可以使电网稳定；通过判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定来确定。
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
步骤140，根据所述直流调制措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计。
如前所述，可以对于所述待设计的高压环网可能存在的每一种电网运行模式进行一次安控设计，通过实际电网运行模式的改变自动的旋转对应的安控设计方案。
图2为本发明具体实施方式的一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计系统的结构图；如图2所示，所述系统包括：
模型建立单元210，所述模型建立单元210用于建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
极限运行设置单元220，所述极限运行设置单元220用于在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障下保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
所述极限运行设置单元220用于实时监控所述试验线路的线路功率，通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率；所述极限运行设置单元220用于监控所述试验线路的线路功率是否达到预设阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
所述极限运行设置单元220用于计算每个受端机组和受端直流功率以及送端机组和送端直流功率对应的调整变化率；所述调整变化率δ的计算方式为
Figure BDA0002008679890000111
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组的直流功率变化量；
所述极限运行设置单元220用于将所述多个送端机组和送端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；将所述多个受端机组和受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。
所述极限运行设置单元220调整受端机组时，确保每个电厂至少保留一台机组。
所述极限运行设置单元220用于在获得环网极限运行方式前，对环网进行安全校核；
所述极限运行设置单元220用于在N-1故障下进行扫描分析，并判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
措施调整单元230，所述措施调整单元230用于在极限运行设置单元220设置的环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障下进行扫描分析，针对N-2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；
所述措施调整单元230用于计算所述送端以及受端的直流调整效率，优先执行直流调整效率更高的直流调制措施；所述直流调制措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure BDA0002008679890000121
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量。
所述措施调整单元230用于判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
若不可以，则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure BDA0002008679890000122
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
所述措施调整单元230用于判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
安控设计输出单元240，所述安控设计输出单元240用于根据所述直流调制、切负荷和预控措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计。
在所述模型的环网内所选择的试验线路可替换为试验断面；所述试验线路包括环网内每一段特高压线路，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (14)

1.一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计方法，所述方法包括：
建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障下保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
在环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障进行扫描分析，针对N-2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；
根据调制措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计；
其中，计算送端以及受端的直流调整效率，优先执行直流调整效率更高的直流调制措施；所述直流调制措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure FDA0003625470110000011
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量；
在生成针对该待设计特高压环网的安控设计前，所述方法还包括：
判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
若不可以，则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure FDA0003625470110000012
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，包括：
实时监控所述试验线路的线路功率，通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率；
监控所述试验线路的线路功率是否达到预设阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；
所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
计算每个受端机组和受端直流功率以及送端机组和送端直流功率对应的调整变化率δ；所述调整变化率δ的计算方式为
Figure FDA0003625470110000021
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组或直流功率变化量；
将多个所述送端机组和送端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；
将多个所述受端机组和受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述受端机组在进行调整时，每个电厂至少保留一台机组。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获得环网极限运行方式前，所述方法还包括对环网进行安全校核；所述安全校核包括：
在N-1故障下进行扫描分析；
判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：在所述模型的环网内所选择的试验线路可替换为试验断面；所述试验线路包括环网内每一段特高压线路，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
8.一种多直流馈入的受端特高压环网的安控设计系统，所述系统包括：
模型建立单元，所述模型建立单元用于建立待设计特高压环网的仿真计算模型，所述模型包括环网内的各个机组及线路；
极限运行设置单元，所述极限运行设置单元用于在所述模型的环网内选择一个试验线路；并根据预设规则将所述试验线路的线路功率调整至预设阈值，获得环网极限运行方式；所述环网极限运行方式在N-1故障下保持所述仿真计算模型的特高压环网安全稳定；所述环网稳定包括环网的电压、功角以及热稳均在稳定范围内；
措施调整单元，所述措施调整单元用于在极限运行设置单元设置的环网极限运行方式下，对所述模型的N-2故障下进行扫描分析，针对N-2故障存在的安全稳定问题，通过直流调制、切负荷和预控措施进行调整，直至电网稳定；
安控设计输出单元，所述安控设计输出单元用于根据所述直流调制、切负荷和预控措施生成针对该待设计特高压环网的安控设计；
其中，所述措施调整单元用于计算送端以及受端的直流调整效率，优先执行直流调整效率更高的直流调制措施；所述直流调制措施包括速降送端直流功率以及提升受端直流功率；
所述直流调整效率ΔZ的计算公式为
Figure FDA0003625470110000041
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPZ为直流调制量；
所述措施调整单元用于判断所述直流调制的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；所述调制极限阈值根据直流设备本体安全性以及直流送端电网安全性约束确定；
若不可以，则同时进行直流调制措施和切负荷措施；
所述切负荷措施为在预设的切负荷点进行切符合操作，根据所述切负荷调整效率选择所述切负荷点；
所述切负荷调整效率ΔR的计算方式为：
Figure FDA0003625470110000042
其中，ΔL为校正量，所述校正量为电压变化量或功率变化量；ΔPR为切负荷量。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述极限运行设置单元用于实时监控所述试验线路的线路功率，通过送端调整方式以及受端调整方式调整所述线路功率；所述极限运行设置单元用于监控所述试验线路的线路功率是否达到预设阈值；
所述送端调整方式包括增加送端机组的开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率；所述受端调整方式包括减少受端机组的开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述极限运行设置单元用于计算每个受端机组和受端直流功率以及送端机组和送端直流功率对应的调整变化率δ；所述调整变化率δ的计算方式为
Figure FDA0003625470110000051
其中，ΔPM为所述试验线路的功率增量，ΔPG为对应调整的机组或直流功率变化量；
所述极限运行设置单元用于将多个所述送端机组和送端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；将多个所述受端机组和受端直流功率按调整变化率由大到小的进行顺序排列；所述增加送端机组开机数量以及提升送端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整；所述减少受端机组开机数量以及降低受端机组馈入环网的直流功率包括优先对调整变化率大的机组或直流功率进行调整。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述极限运行设置单元调整受端机组时，确保每个电厂至少保留一台机组。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述极限运行设置单元用于在获得环网极限运行方式前，对环网进行安全校核；
所述极限运行设置单元用于在N-1故障下进行扫描分析，并判断所述N-1故障下所述环网是否稳定；
若不稳定，对所述送端机组开机数量和送端直流功率以及受端机组开机数量和受端直流功率进行反向调整，直至所述N-1故障下所述环网安全稳定；所述反向调整包括减少送端机组开机数量和降低送端直流功率以及增加受端机组开机数量和增加受端直流功率。
13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述措施调整单元用于判断所述直流调制措施与切负荷措施共同作用的预设的调制极限阈值是否可以使电网稳定；
若不可以，则启动预控措施；所述预控措施包括预控环网相关线路功率以及增加环网所在的受端区域电网的机组旋转备用。
14.根据权利要求8-13任一项所述的系统，其特征在于：在所述模型的环网内所选择的试验线路可替换为试验断面；所述试验线路包括环网内每一段特高压线路，所述试验断面包括环网内每一段特高压线路相应的重要断面以及环网与外部电网的联络断面。
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