[发明专利]一种多直流电力系统安全稳定控制措施的优化方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种多直流电力系统安全稳定控制措施的优化方法。

背景技术：

为保证电力系统的安全稳定运行，除了建立合理的电网结构、安排合理的运行方式外，还应配套适当的安全稳定控制措施。在多直流电力系统(本方法中指电力系统中运行多条直流线路，且各直流线路的送端和受端换流站分别处于同一交流同步电网中)中，当发生直流闭锁故障时，目前采取的安全稳定控制措施只包括在直流线路送端切除机组和(或)在受端切除负荷，即本优化方法中的步骤(1)和步骤(2)中的内容，并没有考虑安全稳定控制措施的优化。其原因主要是目前运行的直流线路输送功率相对较小(实际最大输送功率均不超过4000MW)，而且国内主要电网均不是交直流并列运行(即直流线路的送端和受端不在一个交流同步电网中)，直流闭锁故障后盈余功率不会大量转移到交流通道上，因此直流闭锁故障后采取的切机和切负荷量较小。

锦屏～苏南±800kV特高压直流工程(以下简称锦苏直流)预计于2012年底建成投运，额定输送容量达到7200MW。锦苏直流送端处于华中电网，受端处于华东电网，加上原有的葛南直流、龙政直流、宜华直流、林枫直流和复奉直流，华中电网送华东电网的直流线路共6条。华中、华北和华东电网交流联网后，与包括锦苏直流在内的直流线路构成多直流电力系统(如图1所示)。当锦苏直流按额定输送容量运行发生双极闭锁故障后，采取目前的切机切负荷的安全稳定控制措施手段，需在锦苏直流送端切除机组7200MW、受端切除负荷5750MW。大量切除机组将在电网中产生大幅的潮流变化，增大电网的控制难度，中断电厂的运行和发电；而大量切除负荷更是对社会经济和人民生活带来巨大的影响。因此本发明对多直流系统发生直流闭锁故障后的安全稳定控制措施进行优化。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种多直流系统安全稳定控制措施的优化方法，减小稳定控制措施中切机、切负荷量，增加故障处理措施，加强电网后备保护手段。本发明适用于运行多条直流线路的电力系统。

本发明提供的一种多直流电力系统安全稳定控制措施的优化方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1)确定目标电力系统的电网规模、电网结构、运行方式、直流线路送电方向、直流线路输送容量和直流线路送受端情况；

(2)对目标电力系统进行稳定分析，并确定直流线路发生闭锁故障时，电网是否需要采取安全稳定控制措施；

(3)根据步骤(2)的结果，若需要采取安全稳定控制措施，则选择直流群进行提升功率的协调控制；

(4)确定步骤(3)选择的直流群的提升功率和提升速率；

(5)根据步骤(4)，重新计算直流闭锁故障时需采取的切机和切负荷措施量；

(6)根据步骤(5)的结果，若所述直流群的协调控制措施全部或部分失效，则采取后备控制措施，计算需要追加切除的机组和负荷量；

(7)根据步骤(5)和步骤(6)的结果，确定安全稳定控制措施的实施方案。

优选的，步骤(1)所述电网规模包括电网负荷总量、发电机组总量和电源特点；

所述电网结构包括电网网架特点、区间联络线强弱和是否存在电磁环网；

所述运行方式包括线路接线方式、区间联络线功率方向/大小、电网枢纽站电压等级、机组旋转备用容量、电厂开机方式、安全稳定控制装置投入数目和低压无功补偿设备投入数目；

所述直流线路送受端情况包括直流线路送端配套电源和其他机组出力情况、受端近区潮流情况和机组出力情况。

优选的，步骤(2)所述稳定分析包括功角稳定、电压稳定、频率稳定以及热稳定；所述安全稳定控制措施包括切除机组和负荷。

优选的，步骤(3)直流群的选择条件包括：

1)选择送端/受端与故障直流线路的送端/受端分别处于同一交流同步电网、功率输送方向一致的直流线路；

2)选择送端和/或受端换流站与故障直流电气距离较近的直流线路；

3)选择额定输送容量大的直流线路；

4)选择当前输送容量和额定输送容量两者之间裕度大的直流线路。