[发明专利]一种应对频率电压耦合作用的功率平衡控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种应对频率电压耦合作用的功率平衡控制方法及系统，包括：监测到电网发生交流通道开断故障后对电网进行直流功率调制；判断发电机低励限制是否动作，当检测到发电机低励限制动作信号时，依据预先建立的线路集合，对所述电网采取解列措施，直至发电机低励限制不动作。本发明提供的技术方案根据发电机低励限制动作信号解列输电线路，降低线路充电功率，保证电网电压和发电机无功功率运行在规定范围内，提高了设备安全水平和电网稳定运行能力。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种应对频率电压耦合作用的功率平衡控制方法及系统。

背景技术

水电及新能源基地内部电源依赖季节和天气变化，地区电网一方面无法充分消纳清洁能源，另一方面无法可靠满足当地负荷增长需求。随着电网建设步伐的加快，将实现地区电网通过长链式结构与主网互联格局。但地区电网通常与主网联系薄弱，长链式输电线路所经地域气候条件恶劣，地质灾害频发，通道发生解列故障风险较大。区域电网与主网解列后将转为孤网运行状态，由于孤岛电网规模较小，电压与频率之间的交互影响更加突出。实际电网发生解列故障后，通常伴随电压和频率耦合现象，系统频率和电压同时面临失稳风险，应考虑暂态频率和电压变化时的协调控制。

孤岛电网本身转动惯量较小，联络通道一旦解列，有功功率不平衡将导致孤岛电网频率失稳，电力系统通常采取紧急连锁切机或集中切负荷控制措施。如果紧急控制措施失败或控制量不足时，则需要考虑利用高频切机或低频减载装置来保障孤网频率稳定。当区域电网与主网解列，安控系统动作快速切除区域电网相应容量电源或负荷后，由于区域电网潮流减轻，无功功率过剩使区域电网电压升高，发电机无功功率进相运行，可能引起发电机进相较深而跳闸，影响设备安全和电网稳定运行。同时伴随着电网电压升高，负荷吸收有功功率增加，导致系统频率将逐渐降低，可能引起电网低频减载装置动作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种应对频率电压耦合作用的功率平衡控制方法及系统，能够保证当区域电网与主网解列后，利用直流输电系统快速、可控的优势，补偿区域电网的有功功率，使系统频率保持稳定运行，同时根据发电机低励限制动作信号解列输电线路，降低线路充电功率，保证电网电压和发电机无功功率运行在规定范围内，提高设备安全水平和电网稳定运行能力。

本发明提供一种应对频率电压耦合作用的功率平衡控制方法，包括：

监测到电网发生交流通道开断故障后对电网进行直流功率调制；

判断发电机低励限制是否动作，当检测到发电机低励限制动作信号时，依据预先建立的线路集合，对所述电网采取解列措施，直至发电机低励限制不动作。

所述解列措施包括：解列线路集合中排序最高的线路，并将解列后的线路从线路集合中移除。

所述线路集合的建立包括：

采集区域电网运行数据；

根据采集的数据，对500kV双回线运行的线路按照线路的高抗补偿度由小到大依次排序，得到线路集合。

所述采集区域电网运行数据包括采集区域电网与外部电网相联的交流通道功率和直流通道功率以及区域电网500kV线路运行工况。

所述高抗补偿度按下式计算：

式中，K为线路的高抗补偿度，Q_K为线路两侧高抗容量，Q_C为线路充电功率。

所述对电网进行直流功率调制包括：

计算电网的直流功率可调制量；

判断直流功率可调制量是否小于故障前时刻交流通道功率，若不小于则根据所述直流功率可调制量进行直流功率调制，若小于则计算还需配合的切机或切负荷量，并根据所述直流功率可调制量进行直流功率调制和根据切机或切负荷量执行切机切负荷措施。