[发明专利]风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法

说明书

本发明涉及一种风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法，其特征是：首先进行参数初始化，然后在切机范围内逐台切除火电至系统稳定或火电完全切除；若系统稳定则减少切除一台火电机组，逐步切除风电至系统稳定；若火电完全切除，逐步切除风电至系统稳定或完全切除；增加切除一组电容器，在切机范围内重新切除火电和风电至系统稳定或风火电完全切除，记录不同电容器切除组数时的风电和火电优化切机量ΔP_i，直至电容器完全切除；通过对比取ΔP_i的最小值为最优切机量，并输出此时切除方案为最优控制方案。本发明通过协调风火电和电容器有效减少了风火电切机量，可广泛应用于风火打捆系统直流闭锁后紧急控制中。

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制技术领域，更具体说是涉及一种风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法。

技术背景

近年来，我国风电迅速发展，在风能资源丰富的三北地区和沿海地带规划建设了多个千万千瓦级风电基地。但三北地区负荷水平较低，风电就地消纳能力有限，大规模波动性风电单独外送不利于系统的安全稳定运行。而采用风电与火电打捆特高压直流外送，在降低风电外送功率波动的同时，也提高了运行经济性，已成为大规模风电外送的优选方案。

风火打捆特高压直流外送在带来巨大经济效益的同时，也改变了系统的暂态稳定特性。特高压直流在输送有功功率的同时需要消耗大量的无功功率。在直流闭锁后，输送功率为零，整流站电容器通常全部切除，送端系统出现火电机组加速能量过大，潮流大规模向交流通道转移，造成系统电压稳定性降低等问题。此时若切除全部直流配套电容器和部分风火电机组，所需代价较大。若直流闭锁后保留部分电容器，不仅可以提升近区电网电压水平，还可以提升交流通道输送能力，减少风火电切除量。因此，如何协调风电、火电和电容器组切除量，制定有效的紧急控制方案对保证风火打捆系统的安全运行有着重要意义。

目前关于风火打捆特高压外送系统紧急控制策略的研究较少。文献《风火打捆外送系统暂态稳定切机控制》(电网技术，2012，(01)：58-64)详细分析了风电和火电机组暂态特性的差异性以及各自对系统暂态稳定的影响，提出了故障后火电与风电切机量的计算方法。文献《提升风火打捆哈郑特高压直流风电消纳能力的安全稳定控制措施研究》(电工技术学报，2015，30(13)：92-98)分析了特高压直流投运对送端电网稳定性的影响，给出了提升风电消纳能力的安全稳定控制策略，对比了不同配套火电运行方式下直流闭锁时的切机量。文献《含高密度风电、交直流送端电网直流闭锁故障稳控方案研究》(电力系统保护与控制，2015，43(13)：130-138)分析了不同风火电切机方案对风火打捆送端系统电压的影响，认为切除无功出力较大的火电机组有利于系统稳定。然而上述文献大多考虑不同类型机组切除对暂态稳定影响，对于优化直流闭锁后风火电切除量的研究并没有涉及。文献《大规模风火混合送端系统严重故障下的紧急切机策略分析》(电网技术，2016，40(3)：882-888)给出了切机机组选择原则，并提出了基于紧急切机优先系数的风火协调切机策略。但是该策略的研究对象为风电基地外送通道短路故障时风火电协调切机策略，没有考虑特高压直流外送通道闭锁故障时的紧急控制策略。

因此，对于风火电大规模特高压外送系统，需要研究一种风火电和电容器协调的紧急控制策略以减少特高压直流闭锁后系统的有功功率切除量，提高系统的安全性与经济性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法，以实现在保证系统恢复稳定的前提下，减少风电和火电的总切机量，提升系统运行的安全性和经济性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明风火电和电容器协调的风火打捆系统直流闭锁后控制方法，所述风火打捆系统是电力系统中将风电和附近地区火电经特高压直流和交流网络进行输送的系统，其特点是所述控制方法是按如下步骤进行：