CN112653148B - 一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法及系统 - Google Patents

一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法及系统，属于大型交直流混联电网安全稳定运行技术领域。本发明方法包括：根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核；确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。本发明只需按照计算流程即可实现，简单易行，在虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核中加以采用可明显提高计算效率，节省人力物力，创造明显的经济效益。

Description

一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校 核方法及系统
技术领域
本发明涉及大型交直流混联电网安全稳定运行技术领域，并且更具体地，涉及一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法及系统。
背景技术
我国大规模风电等新能源基地一般远离东部地区负荷中心，为优化我国能源资源配置、满足东部地区的经济增长需求，需要利用特高压交流或直流进行电力输送。截止2019年6月，累计投运的特高压直流输电工程已达到11个。
对于大规模风电等新能源及配套火电通过特高压交流、特高压直流“一交一直”联合送出系统，在某一固定的风电同时率和固定火电出力下，上网功率一定，直流输送功率大则交流输送功率，交流输送功率大则直流输送功率小，交、支流联合输电能力较难确定。
以锡泰特高直流和胜利-锡盟-廊坊1000kV特高压交流“一直一交”联合送出系统为例，见附图1。锡盟地区大规模风电和配套火电主要通过锡盟-泰州±800kV特高压直流、胜利-锡盟-廊坊1000kV特高压交流“一直一交”两个通道联合送出，但锡盟地区网架呈链式结构，相对比较薄弱，导致交直流故障后暂稳、换流站暂态过电压问题较为突出，制约交直流输电能力。需要在分析锡泰直流送端系统稳定特性的基础上，找出制约交直流送电能力的因素，并进一步校核特高压交、直流联合输电能力。
目前，在大规模风电及配套火电经特高压交、直流联合送出系统输电能力校核时，尚无统一的校核流程及规范，多通过遍历校核各种可能的方式后总结得出联合送出能力，计算量大且效率低。因此，提出一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法，可提高计算效率，确定合理的特高压交、直流联合送出能力，对保证大型交直流混联电网安全稳定运行具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法，所述方法包括：
确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限交流上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
可选的，方法还包括：
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
可选的，运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷。
可选的，制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束。
可选的，接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
可选的，接入风、火电特高压交直流送出系统近区交流设备故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统线路故障、主变N-1并采取安控措施、特高压线路单瞬和低抗N-1故障。
本发明还提供了一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核系统，包括：
选择策略模块，确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
第一校核模块，对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限交流上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
第二校核模块，确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
可选的，系统还包括：
第三校核模块，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
可选的，运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷。
可选的，制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束。
可选的，接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
可选的，接入风、火电特高压交直流送出系统近区交流设备故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统线路故障、主变N-1并采取安控措施、特高压线路单瞬和低抗N-1故障。
本发明只需按照计算流程即可实现，简单易行，在虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核中加以采用可明显提高计算效率，节省人力物力，创造明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法流程图；
图2为本发明一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核系统示意图；
图3为本发明一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核系统结构图。
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。
本发明提供了一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法，风、火电特高压交直流送出系统如图2所示；
本发明方法，如图1所示，包括：
确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束，运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷；
校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限交流上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
接入风、火电特高压交直流送出系统近区交流设备故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统线路故障、主变N-1并采取安控措施、特高压线路单瞬和低抗N-1故障。
本发明还提出了一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核系统200，如图3所示，包括：
选择策略模块201，确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷，制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束。
校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
第一校核模块202，对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限交流上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
第二校核模块203，确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
第三校核模块204，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
接入风、火电特高压交直流送出系统近区交流设备故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统线路故障、主变N-1并采取安控措施、特高压线路单瞬和低抗N-1故障。
本发明只需按照计算流程即可实现，简单易行，在虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核中加以采用可明显提高计算效率，节省人力物力，创造明显的经济效益。

Claims (10)

1.一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核方法，所述方法包括：
确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的方法还包括：
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
3.根据权利要求1所述的方法，所述的运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷。
4.根据权利要求1所述的方法，所述的制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束。
5.根据权利要求1所述的方法，所述的接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
6.一种考虑风电接入的特高压交直流联合送出系统输电能力校核系统，所述系统包括：
选择策略模块，确定接入风、火电特高压交直流送出系统输电能力的制约因素和运行方式，根据所述制约因素和运行方式，校核不同的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施的运行方式下的输电能力，确定直流功率可运行的最大范围，根据直流功率可运行的最大范围选取用于校核的再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
第一校核模块，对接入风、火电特高压交直流送出系统的输电能力进行校核，获取直流故障约束的直流功率上限Pdcmax、直流功率下限Pdcmin1，交流功率上限Pacmax1＝P-Pdcmin1，近区交流设备故
障约束的直流功率下限Pdcmin2、交流功率上限Pacmax2＝P-Pdcmin2；
所述P为风、火电机组总出力；
进一步获取接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率上限Pdcmax、接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率下限Pdcmin＝max(Pdcmin1,Pdcmin2)和接入风、火电特高压交直流送出系统交流功率上限Pacmax＝min(Pacmax1，Pacmax2)；
第二校核模块，确定接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率运行范围，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin<1000MW时，修改再启动策略、换相失败加速保护策略和交流故障后的安控措施；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率可联合送出，接入风、火电特高压交直流送出系统具备输电能力。
7.根据权利要求6所述的系统，所述的系统还包括：
第三校核模块，当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin≤直流最小功率时，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率全部联合送出；
当直流功率运行范围Pdcmax-Pdcmin>1000MW且Pdcmin>直流最小功率时，确定接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率未全部联合送出，并获取接入风、火电特高压交直流送出系统的输出功率送出的最小配套火、电的窝电量。
8.根据权利要求6所述的系统，所述的运行方式，具体为接入风、火电特高压交直流送出系统直流功率水平、送受端电网交流断面功率及发电负荷。
9.根据权利要求6所述的系统，所述的制约因素，具体包括接入风、火电特高压交直流送出系统暂态功角稳定、换流站母线暂态过电压约束和风电机组机端电压暂态压升约束。
10.根据权利要求6所述的系统，所述的接入风、火电特高压交直流送出系统直流故障，包括：接入风、火电特高压交直流送出系统换相失败2+1闭锁、双极闭锁、双极2全失败闭锁并采取安控措施、连续2次换相失败和双极2全成功。
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