專利名稱：一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法
技術領域：
本發(fā)明涉及交直流混聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)，具體涉及一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法。
背景技術：
隨著我國西部大開發(fā)和電力能源戰(zhàn)略的推進，集中于四川金沙江、雅礱江流域的多條特高壓和超高壓直流輸電工程已開工建設，相應的水電送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)亦逐步建成。然而交直流混聯(lián)系統(tǒng)的建成又會在電網(wǎng)運行方面帶來引起諸多問題。為了評估交直流系統(tǒng)之間的相互影響，往往需要利用多種指標以評估混聯(lián)系統(tǒng)的強弱。在傳統(tǒng)的方法中，短路比和有效慣性時間常數(shù)往往是衡量交直流混聯(lián)系統(tǒng)強弱的兩大指標。其中短路比主要反映了交流電網(wǎng)對直流系統(tǒng)的靜態(tài)電壓支撐，而有效慣性時間常數(shù)則主要反映了直流功率對交流電網(wǎng)頻率波動的影響。近年來，有很多學者對這兩個指標的意義、影響因素等方面做了大量的研究，例如利用短路比指標分析了直流功率丟失后受端電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓跌路的情況或者則利用慣性時間常數(shù)與短路比對交直流暫態(tài)性能的影響進行分析。同時，很多文獻也根據(jù)實際情況對短路比等指標進行了修正與分析。例如針對同一地區(qū)多條直流線路饋入的情況，很多文獻定義了多饋入短路比指標，并利用該指標對系統(tǒng)的動態(tài)特性進行了分析，并探討了該指標的影響因素。此外，有學者還在考慮換流站的無功消耗的基礎上，推廣定義了多饋入無功有效短路比，并給出利用其判斷系統(tǒng)強弱的標準。然而研究表明，傳統(tǒng)的指標更多的只是反映了混聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)性能，在評估直流送端系統(tǒng)的故障后動態(tài)電壓恢復能力時，尤其是在直流整流站近區(qū)裝設有大型發(fā)電廠的情況下，卻具有一定的局限性。例如，有部分學者認為在交直流并聯(lián)電網(wǎng)中，短路比指標并不能有效地指示出直流功率丟失對受端電網(wǎng)電壓跌落的影響程度。交直流混聯(lián)電網(wǎng):當交流電網(wǎng)含有直流工程的換流站時，能夠?qū)崿F(xiàn)交流電網(wǎng)與直流電網(wǎng)混合輸電模式的電網(wǎng)。動態(tài)電壓恢復能力:當交流系統(tǒng)發(fā)生故障時，直流換流站交流側(cè)母線電壓會出現(xiàn)明顯的下降；而當故障消失時，由于直流近區(qū)發(fā)電機的功角擺動，直流換流站交流側(cè)母線電壓并不能迅速的恢復，而需要經(jīng)過一個動態(tài)過程，該過程與直流外送功率的恢復能力直接相關。動態(tài)電壓恢復能力則是反映了故障后直流母線電壓的恢復速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法，解決了現(xiàn)有的評估方法反映了混聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)性能，不能直流送端系統(tǒng)的故障后動態(tài)電壓恢復能力的問題。為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法，包括:步驟一，將實際系統(tǒng)靜態(tài)等值為等值系統(tǒng):等值系統(tǒng)包括以下五個變量，等值發(fā)電機的電動勢V1、等值發(fā)電機與直流母線之間的電抗X1、等值發(fā)電機的慣性時間常數(shù)Tp無窮大系統(tǒng)的電動勢V3、無窮大系統(tǒng)與直流母線之間的電抗X2，并且形成三個節(jié)點，三個節(jié)點分別為直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、無窮大系統(tǒng)節(jié)點以及直流換流站交流母線節(jié)點，其中將直流線路近區(qū)的機組等值為一臺發(fā)電機G，而將外圍的系統(tǒng)等值為無窮大系統(tǒng)S，獲取直流線路與發(fā)電機之間的電抗X1、直流線路與無窮大系統(tǒng)之間的電抗X2,忽略直流線路與發(fā)電機、直流線路與無窮大系統(tǒng)之間的電阻和電容；步驟二，求取系統(tǒng)發(fā)電機的功角與輸出功率之間的關系，以及電壓與功角之間的關系:設Pe、Ps分別是等值發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)注入系統(tǒng)的有功，Qe、Qs分別是等值發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)注入系統(tǒng)的無功，V2是等值直流換流站交流母線的電壓，θ 12是等值發(fā)電機節(jié)點與直流換流站交流母線節(jié)點的功角差，Θ 23是直流換流站交流母線節(jié)點與無窮大系統(tǒng)之間的功角差，Bn、B22、B33分別是直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、直流換流站交流母線節(jié)點以及無窮大系統(tǒng)節(jié)點的自導納，B12, B23分別是直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、無窮大系統(tǒng)節(jié)點與直流換流站交流母線節(jié)點之間的互導納，PD、Qd分別是直流系統(tǒng)的外送有功與無功，由此可以得到系統(tǒng)潮流方程為
權利要求
1.一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法，其特征在于包括: 步驟一，將實際系統(tǒng)靜態(tài)等值為等值系統(tǒng): 等值系統(tǒng)包括以下五個變量，等值發(fā)電機的電動勢V1、等值發(fā)電機與直流母線之間的電抗X1、等值發(fā)電機的慣性時間常數(shù)Tp無窮大系統(tǒng)的電動勢V3、無窮大系統(tǒng)與直流母線之間的電抗X2，并且形成三個節(jié)點，三個節(jié)點分別為直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、無窮大系統(tǒng)節(jié)點以及直流換流站交流母線節(jié)點，其中將直流線路近區(qū)的機組等值為一臺發(fā)電機G，而將外圍的系統(tǒng)等值為無窮大系統(tǒng)S，獲取直流線路與發(fā)電機之間的電抗X1、直流線路與無窮大系統(tǒng)之間的電抗X2,忽略直流線路與發(fā)電機、直流線路與無窮大系統(tǒng)之間的電阻和電容；步驟二，求取系統(tǒng)發(fā)電機的功角與輸出功率之間的關系，以及電壓與功角之間的關系:設Pe、Ps分別是等值發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)注入系統(tǒng)的有功，QoQs分別是等值發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)注入系統(tǒng)的無功，V2是等值直流換流站交流母線的電壓，Θ 12是等值發(fā)電機節(jié)點與直流換流站交流母線節(jié)點的功角差，Θ 23是直流換流站交流母線節(jié)點與無窮大系統(tǒng)之間的功角差，Bn、B22、B33分別是直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、直流換流站交流母線節(jié)點以及無窮大系統(tǒng)節(jié)點的自導納，B12、B23分別是直流近區(qū)等值發(fā)電機節(jié)點、無窮大系統(tǒng)節(jié)點與直流換流站交流母線節(jié)點之間的互導納，PD、Qd分別是直流系統(tǒng)的外送有功與無功，由此可以得到系統(tǒng)潮流方程為
2.根據(jù)權利要求1所述的一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法，其特征在于:所述而等值發(fā)電機的慣性時間常數(shù)L的獲得采用以下方法統(tǒng)計直流近區(qū)發(fā)電機的個數(shù)N ； 統(tǒng)計直流近區(qū)每臺發(fā)電機的額定容量Si，慣性時間常數(shù)L，若該發(fā)電機實際未投運，則其額定容量可以用設計值，而慣性時間常數(shù)則可用典型值； 將直流近區(qū)N臺發(fā)電機的額定容量Si與慣性時間常數(shù)L進行累加，得到等值發(fā)電機的額定容量S與慣性時間常數(shù)Tj ； 將等值發(fā)電機的慣性時間常數(shù)Tj歸算到基準容量(IOOMVA)下，即
全文摘要
本發(fā)明涉及一種送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力的評估方法，包括將實際系統(tǒng)靜態(tài)等值為等值系統(tǒng)，求取系統(tǒng)發(fā)電機的功角與輸出功率之間的關系，以及電壓與功角之間的關系，加速面積與減速面積的求取，等面積穩(wěn)定裕度指標的求取，等面積穩(wěn)定裕度指標EASM越高即代表送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力越高。本方法可以在不進行時域仿真的前提下，對送端交直流混聯(lián)系統(tǒng)故障后動態(tài)電壓恢復能力進行評估，從而反映了交直流混聯(lián)系統(tǒng)的強弱；EASM指標是一個可以綜合反映發(fā)電機慣性時間常數(shù)、系統(tǒng)短路比、系統(tǒng)初始工況等多種因素的對電壓恢復能力的影響；避免了時域仿真中必須精確直到發(fā)電機慣性時間常數(shù)的問題。
文檔編號G06Q50/06GK103177397SQ201310064009
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權日2013年2月28日
發(fā)明者滕予非, 丁理杰, 湯凡, 張華 申請人:四川電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司