CN114336721A - 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法 - Google Patents

直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114336721A
CN114336721A CN202210011736.3A CN202210011736A CN114336721A CN 114336721 A CN114336721 A CN 114336721A CN 202210011736 A CN202210011736 A CN 202210011736A CN 114336721 A CN114336721 A CN 114336721A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loss
early warning
electric energy
converter
direct current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210011736.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114336721B (zh
Inventor
郑欣
雷鸣
苏津磷
陈璐
丁黎
谢东日
汪司珂
李玲华
王信
姚鹏
明东岳
马奔
李君�
庞博
荣先金
魏伟
汪应春
李俊
夏天
鄢烈奇
王尚鹏
余鹤
江涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metering Center of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Metering Center of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metering Center of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd filed Critical Metering Center of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority to CN202210011736.3A priority Critical patent/CN114336721B/zh
Priority claimed from CN202210011736.3A external-priority patent/CN114336721B/zh
Publication of CN114336721A publication Critical patent/CN114336721A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114336721B publication Critical patent/CN114336721B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本发明公开了直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,包括以下步骤:S1、选取若干个计量点;S2、每隔15min记录一组该若干个计量点的电能损耗值E并进行保存;S3、分别计算出换流站中换流单元的整体、各部分理论电能损耗率ΔE;S4、根据损耗类型、控制方式和输送功率情况三个判断条件筛选并获取换流单元的各部分实际电能损耗率ΔE0;S5、计算换流单元的整体与各部分实际电能损耗率ΔE0及其分别对应的理论电能损耗率ΔE的差值ε;S6、将S5中计算得出的差值ε与设定的损耗I级预警值ε1和损耗II级预警值ε2进行比较,判定损耗状态预警级别。本发明利用现有交、直流侧电能损耗值对换流站损耗状态进行分级预警,具体分析损耗原因,避免安全隐患。

Description

直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法
技术领域
本发明属于直流输电系统损耗技术领域,具体涉及一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法。
背景技术
近年来,柔性直流输电快速发展具有很多优势。利用柔性直流装置构成的环网形式的交直流混合电网可以均衡负载,实现相同频率或不同频率交流系统间的互联,对传输的功率也具有良好的可控性,在传输有功功率的同时也可提供动态的无功功率和电压支撑,提高了系统可靠性。
但是对于柔性直流输电技术的背靠背工程存在换流站内电量损耗大、负荷波动范围大、潮流调节频度大等问题缺乏对其损耗的监测与预警。目前对于损耗的计算大多是基于特征参数的理论计算,缺少基于实际工程运行与历史损耗数据的研判,没有充分利用到现有数据库中的交、直流侧实际电能损耗值,且目前运用的柔性直流输电系统的换流站损耗状态预警方法无法进行具体的损耗原因分析,存在安全隐患。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题,本发明提供一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,利用现有交、直流侧电能损耗值对换流站内损耗状态进行分级预警,具体分析损耗原因,避免安全隐患。
本发明所提供的技术方案如下:
一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,包括具体以下步骤:
S1、在直流输电系统的换流站内直流侧及交流侧分别选取若干个计量点;
S2、每隔15min记录一组该若干个计量点的电能损耗值E并进行保存;
S3、根据损耗公式分别计算出换流站中换流单元的整体、各部分理论电能损耗率ΔE;
S4、在历史损耗数据库中根据损耗类型、控制方式和输送功率情况三个判断条件筛选并获取换流单元的整体、各部分实际电能损耗率ΔE0
S5、计算出换流单元的整体与各部分实际电能损耗率ΔE0与其分别对应的理论电能损耗率ΔE的差值ε;
S6、将S5中计算得出的差值ε分别依次与设定的损耗I级预警值ε1和损耗II级预警值ε2进行比较,判定损耗状态预警级别:
a、若差值ε小于所述损耗I级预警值ε1,则判定损耗状态正常即无预警;
b、若该差值ε大于损耗I级预警值ε1,则判定损耗状态异常即损耗状态处于I级预警;另外若损耗状态连续1h处于I级预警则判定损耗状态升级为II级预警;
c、若该差值ε大于损耗II级预警值损耗II级预警值ε2,则判定损耗状态异常即损耗状态处于II级预警;
S7、分别对发出I级预警或II级预警的换流站损耗状态进行原因分析。
进一步地,所述步骤S1中交流侧选取的计量点设置于所述直流输电系统的换流站交流场侧安装的交流电流互感器、交流电压互感器及其附属电能计量装置位置处;直流侧选取的计量点设置于直流输电系统的换流站直流场侧安装的高压直流测量装置及其连接的直流合并单元位置处。
进一步地,所述步骤S3中的换流单元的整体电能损耗包括整流侧损耗和逆变侧损耗,所述换流单元的各部分电能损耗值包括整流侧换流变压器损耗、整流侧换流阀损耗、逆变侧换流变压器损耗和逆变侧换流阀损耗。
进一步地,所述步骤S4中的控制方式包括换流站两端均使用交流电压控制方式或换流站两端均使用无功功率控制方式。
进一步地,所述步骤S4中的输送功率情况包括从空载到满载之间的输送功率,以整流侧的交流输入功率为准。
本发明的有益效果是:1)利用历史损耗数据库即大数据根据不同判断条件筛选出换流单元的各部分实际电能损耗率,充分利用现有的电能损耗计量数据,提高损耗状态预警的准确性和稳定性;2)对损耗状态的预警分级设置有两级,能够使损耗状态预警的严重程度更加细化,以便采用不同的方案进行处理。
附图说明
图1是本发明中换流站中换流单元的整体、各部分损耗示意图;
图2是本发明中换流站内直流侧及交流侧选取的计量点位置示意图;
图3是本发明中直流输电系统的换流站内损耗计算流程图;
图4是本发明中换流站损耗状态分级预警的流程图。
具体实施方式
实施例1
如图2和图4所示,一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,包括具体以下步骤:
S1、在直流输电系统的换流站内直流侧选取两个计量点即图2中的P3、P4;在直流输电换流站内的交流侧选取四个即图2中的P1、P2、P5、P6
所述P3、P4两个计量点是设置于直流输电系统的换流站直流场侧安装的高压直流测量装置及其连接的直流合并单元位置处;所述P1、P2、P5、P6四个计量点是设置于所述直流输电系统的换流站交流场侧安装的交流电流互感器、交流电压互感器及其附属电能计量装置位置处;
S2、每隔15min记录一组P1、P2、P3、P4、P5、P6六个计量点的电能损耗值E1、E2、E3、E4、E5和E6并进行保存;
S3、将S2中获取的六个计量点的电能损耗值E1、E2、E3、E4、E5和E6根据损耗公式分别计算出换流单元的整体、各部分理论电能损耗率ΔE;其中,如图1所示,换流单元的整体电能损耗包括整流侧损耗和逆变侧损耗,所述换流单元的各部分电能损耗值包括整流侧换流变压器损耗、整流侧换流阀损耗、逆变侧换流变压器损耗和逆变侧换流阀损耗;
以整流侧的交流电能作为基准,计算换流单元的整体、各部分理论电能损耗率,具体如下:
1)换流单元的整体理论电能损耗率ΔE16
Figure BDA0003457853780000041
2)整流侧理论电能损耗率ΔE1d
Figure BDA0003457853780000042
3)逆变侧理论电能损耗率ΔEd6
Figure BDA0003457853780000043
4)整流侧换流变压器理论电能损耗率ΔE12
Figure BDA0003457853780000044
5)整流侧换流阀理论电能损耗率ΔE2d
Figure BDA0003457853780000045
6)逆变侧换流阀理论电能损耗率ΔEd5
Figure BDA0003457853780000046
7)逆变侧换流变压器理论电能损耗率ΔE56
Figure BDA0003457853780000047
S4、在历史损耗数据库中根据损耗类型、控制方式和输送功率情况三个判断条件筛选并分别获取换流单元的整体实际电能损耗率ΔE016、整流侧实际电能损耗率ΔE01d、逆变侧实际电能损耗率ΔE0d6、整流侧换流变压器实际电能损耗率ΔE012、整流侧换流阀实际电能损耗率ΔE02d、逆变侧换流阀实际电能损耗率ΔE0d5和逆变侧换流变压器实际电能损耗率ΔE056
S5、分别计算出换流单元的整体与各部分实际电能损耗率ΔE0与其分别对应的理论电能损耗率ΔE的差值ε;
具体的,整流侧实际电能损耗率ΔE01d与其理论电能损耗率ΔE1d的差值ε1d
逆变侧实际电能损耗率ΔE01d与其理论电能损耗率ΔEd6的差值εd6
整流侧换流变压器实际电能损耗率ΔE012与其理论电能损耗率ΔE12的差值ε12
整流侧换流阀实际电能损耗率ΔE02d与其理论电能损耗率ΔE02d的差值ε2d
逆变侧换流阀实际电能损耗率ΔE0d5与其理论电能损耗率ΔE0d5差值εd5
逆变侧换流变压器实际电能损耗率ΔE056与其理论电能损耗率ΔE056差值ε56
S6、将S5中计算得出的差值ε1d、εd6、ε12、ε2d、εd5和ε56分别依次与设定的损耗I级预警值ε1及损耗II级预警值ε2进行比较,判定损耗状态预警级别:
具体的,a、若差值ε1d的小于所述损耗I级预警值ε1,则判定整流侧电能损耗状态正常即无预警;b、若该差值ε1d大于损耗I级预警值ε1,则判定整流侧电能损耗状态异常即损耗状态处于I级预警;另外若整流侧电能损耗状态连续1h处于I级预警则判定该整流侧电能损耗状态升级为II级预警;c、若该差值ε1d中有大于损耗II级预警值ε2,则判定损耗状态异常即整流侧电能损耗状态处于II级预警;
逆变侧实际电能损耗状态、整流侧换流变压器实际电能损耗状态、整流侧换流阀实际电能损耗状态、逆变侧换流阀实际电能损耗状态和逆变侧换流变压器实际电能损耗状态的预警级别按照上述步骤a、b、c依次进行判定;
S7、分别对发出I级预警或II级预警的换流站损耗状态进行原因分析。
作为实施例的进一步,如图3所示,所述步骤S2中电能损耗值记录保存的具体流程如下:a、从控制室的主机采集若干个计量点各自的交、直流电能损耗值;b、每隔15min记录一组电能损耗值,将最新记录的一组电能损耗值与之前累计的多组电能损耗值进行累加,即Sn=Sn-1+an,其中an为最新一组隔15min记录的电能损耗值,Sn-1为之前累计的多组隔15min记录的电能损耗值,Sn为完成累计后更新的多组隔15min记录的电能损耗值,然后判断是否完成累计过程:若是,则进行下一步;否则,返回步骤a;c、对完成累计后更新的多组隔15min记录的电能损耗值进行所述步骤S3中的电能损耗率计算;d、每隔1h记录一组电能损耗值,将最新记录的一组电能损耗值与之前累计的多组电能损耗值进行累加,即Sm=Sm-1+am,其中am为最新一组隔1h记录的电能损耗值,Sm-1为之前累计的多组隔1h记录的电能损耗值,Sm为完成累计后更新的多组隔1h记录的电能损耗值,然后判断是否完成累计过程:若是,则进行下一步;否则,返回步骤c;e、对完成累计后更新的多组隔1h记录的电能损耗值进行所述步骤S3中的电能损耗率计算。综合考虑直流输电的运行特点与工程中使用的记录电能量的时长,并对每隔15min记录的电能损耗值进行累计即累加以便于准确计算换流单元的各部分理论电能损耗率,同时也对每隔1h记录的电能损耗值进行累计并计算出换流单元的各部分理论电能损耗值率,为之后的换流站损耗状态预警分析做准备。
作为实施例的进一步,所述步骤S3中控制方式包括两端均使用交流电压控制方式或两端均使用无功功率控制方式;输送功率情况包括从空载到满载之间的输送功率,以整流侧的交流输入功率为准。由此可以得到与前述三个判断条件相匹配的实际电能损耗率,利用判断条件筛选的方法充分利用历史损耗数据库这一大数据,能够避免理论计算与实际工程运行之间的数据偏差。
本发明的工作原理:结合直流输电系统的换流站损耗特点,通过采集换流站中多个计量点的电能损耗值,该电能损耗值均来自换流站的主机,可以直接导入,无需专门添加新的计量点,避免了因加设新的计量监测装置对线路造成影响;利用损耗公式计算换流站中换流单元的整体、各部分理论电能损耗率;再通过损耗类型、控制方式和输送功率情况三个判断条件对历史损耗数据库进行筛选并获取与理论电能损耗率的运行状态相匹配的实际电能损耗值率,充分利用了已有历史损耗数据库,效率更高,也更贴近工程实际,更适合工程实现;再将理论电能损耗率与实际电能损耗率作差的差值作为损耗预警等级的判断条件即差值值与设定的损耗I级预警值及损耗II级预警值进行比较,若超出预警值则发出相应级别的损耗状态预警。该作差方法可以快速得到理论电能损耗率是否在正常范围内,具有实时性与快速性。另外在低级别损耗预警持续时间过长时,会转为高级别损耗预警。
本发明对直流输电系统换流站损耗状态监测预警,能够大大提高现有的直流损耗管理水平,且基于历史数据的预警条件判据和报警条件判据原理简单,具有快速性与较高的可靠性,能够很好的帮助换流站运维人员掌握损耗动态,及时发现损耗异常情况并提供预警以便更好地进行损耗管理工作,防止由于损耗异常而导致的系统运行问题,降低经济损失。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明原理和实质的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在直流输电系统的换流站内直流侧及交流侧分别选取若干个计量点;
S2、每隔15min记录一组该若干个计量点的电能损耗值E并进行保存;
S3、根据损耗公式分别计算出换流站中换流单元的整体、各部分理论电能损耗率ΔE;
S4、在历史损耗数据库中根据损耗类型、控制方式和输送功率情况三个判断条件筛选并获取换流单元的整体、各部分实际电能损耗率ΔE0
S5、计算出换流单元的整体与各部分实际电能损耗率ΔE0与其分别对应的理论电能损耗率ΔE的差值ε;
S6、将S5中计算得出的差值ε分别依次与设定的损耗I级预警值ε1和损耗II级预警值ε2进行比较,判定损耗状态预警级别:
a、若差值ε小于所述损耗I级预警值ε1,则判定损耗状态正常即无预警;
b、若该差值ε大于损耗I级预警值ε1,则判定损耗状态异常即损耗状态处于I级预警;另外若损耗状态连续1h处于I级预警则判定损耗状态升级为II级预警;
c、若该差值ε大于损耗II级预警值损耗II级预警值ε2,则判定损耗状态异常即损耗状态处于II级预警;
S7、分别对发出I级预警或II级预警的换流站损耗状态进行原因分析。
2.根据权利要求1所述的一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,其特征在于,所述步骤S1中交流侧选取的计量点设置于所述直流输电系统的换流站交流场侧安装的交流电流互感器、交流电压互感器及其附属电能计量装置位置处;直流侧选取的计量点设置于直流输电系统的换流站直流场侧安装的高压直流测量装置及其连接的直流合并单元位置处。
3.根据权利要求1所述的一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,其特征在于,所述步骤S3中的换流单元的整体电能损耗包括整流侧损耗和逆变侧损耗,所述换流单元的各部分电能损耗值包括整流侧换流变压器损耗、整流侧换流阀损耗、逆变侧换流变压器损耗和逆变侧换流阀损耗。
4.根据权利要求1所述的一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,其特征在于,所述步骤S4中的控制方式包括换流站两端均使用交流电压控制方式或换流站两端均使用无功功率控制方式。
5.根据权利要求1所述的一种直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法,其特征在于,所述步骤S4中的输送功率情况包括从空载到满载之间的输送功率,以整流侧的交流输入功率为准。
CN202210011736.3A 2022-01-06 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法 Active CN114336721B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210011736.3A CN114336721B (zh) 2022-01-06 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210011736.3A CN114336721B (zh) 2022-01-06 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114336721A true CN114336721A (zh) 2022-04-12
CN114336721B CN114336721B (zh) 2024-04-26

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116260250A (zh) * 2023-05-16 2023-06-13 湖南诚源电器股份有限公司 一种高频开关直流电源智能监控系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752873A (zh) * 2010-01-25 2010-06-23 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种直流输电高压换流站保护方法
WO2015074525A1 (zh) * 2013-11-19 2015-05-28 国家电网公司 一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法
CN106936152A (zh) * 2016-09-28 2017-07-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 考虑换流站损耗特性的交直流系统电压无功协调控制方法
US20170331390A1 (en) * 2015-08-26 2017-11-16 Zhejiang University An lcc and mmc series-connected hvdc system with dc fault ride-through capability
US20190041437A1 (en) * 2016-02-18 2019-02-07 Abb Schweiz Ag Method And System For Measuring Power Loss In A Power Transformer
CN112164209A (zh) * 2020-08-20 2021-01-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种换流站换流阀元件温度预测方法及系统
CN112485551A (zh) * 2020-09-28 2021-03-12 国网山东省电力公司冠县供电公司 一种线路损耗监控系统及监控方法
US20210328457A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Tsinghua University Power flow analysis device and power flow analysis method for ac/dc hybrid system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752873A (zh) * 2010-01-25 2010-06-23 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种直流输电高压换流站保护方法
WO2015074525A1 (zh) * 2013-11-19 2015-05-28 国家电网公司 一种多端柔性直流输电系统的控制系统及其控制方法
US20170331390A1 (en) * 2015-08-26 2017-11-16 Zhejiang University An lcc and mmc series-connected hvdc system with dc fault ride-through capability
US20190041437A1 (en) * 2016-02-18 2019-02-07 Abb Schweiz Ag Method And System For Measuring Power Loss In A Power Transformer
CN106936152A (zh) * 2016-09-28 2017-07-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 考虑换流站损耗特性的交直流系统电压无功协调控制方法
US20210328457A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Tsinghua University Power flow analysis device and power flow analysis method for ac/dc hybrid system
CN112164209A (zh) * 2020-08-20 2021-01-01 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种换流站换流阀元件温度预测方法及系统
CN112485551A (zh) * 2020-09-28 2021-03-12 国网山东省电力公司冠县供电公司 一种线路损耗监控系统及监控方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116260250A (zh) * 2023-05-16 2023-06-13 湖南诚源电器股份有限公司 一种高频开关直流电源智能监控系统
CN116260250B (zh) * 2023-05-16 2023-07-21 湖南诚源电器股份有限公司 一种高频开关直流电源智能监控系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102508950B (zh) 地区调度自动化系统及其与远程监测诊断中心通信的方法
EP3376625A1 (en) Reactive power control method, device and system
CN101995529A (zh) 用于风力涡轮发电机中的电力滤波器的监视以及电力滤波器失效的检测的系统和方法
CN107404119B (zh) 一种电动汽车负荷转供系统的控制方法
CN115603453B (zh) 一种带智能监测系统的直流母线群控装置
US20210143644A1 (en) Method and apparatus for minimizing circulating currents in microgrids
CN115149562A (zh) 一种基于多端口柔性互联装置的配电台区功率控制策略
CN114336721A (zh) 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法
CN114336721B (zh) 直流输电系统换流站损耗状态分级预警方法
CN110299708A (zh) 配电网负荷转供辅助决策方法及系统
CN113346563B (zh) 一种风光储氢交直流混联配电能量路由控制方法
CN113675872B (zh) 基于送端稳定约束的多直流同时换相失败协调恢复排序法
CN104901315B (zh) 电网减载方法和系统
CN115759532A (zh) 500千伏变电站供电区域的主变容量扩建方案评估方法
CN108565858A (zh) 含柔性变电站的混合交直流配电网可靠性评估方法
CN110729763B (zh) 一种大规模风电汇集对直流功率影响的量化评估方法
US9407157B2 (en) High voltage DC power conversion system and method of operating the same
CN113394786A (zh) 考虑数据负载不确定性的数据中心供能系统经济运行方法
CN216792329U (zh) 一种火电厂发电机与变压器组运行状态在线智能监测系统
CN117638928B (zh) 一种基于云计算的智能配电网管理系统
CN110751377A (zh) 一种直流配电网拓扑结构设计评估方法及装置
CN114448226B (zh) 一种级联型双向变流装置的传感器冗余控制方法及装置
CN110417010B (zh) 一种由配网转供电推算主网负荷的预测方法及系统
Racewicz et al. Analysis of harmonics reduction methods selection for transformer substation
CN110071529B (zh) 光伏发电并网对配电网影响的消减方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant