[发明专利]一种提高交直流混联电网直流功率提升能力的方法

说明书

本发明公开了一种提高交直流混联电网直流功率提升能力的方法，判断直流功率是否为额定值，确定直流系统的控制方式，求解交直流混联电网的降阶雅可比矩阵；如果直流功率小于额定值，对换流站交流母线电压与换流变压器变比之间的关系进行拟合，根据直流系统增量形式的准稳态模型和交直流混联电网的降阶雅可比矩阵，求出使直流功率达到额定值的换流站交流母线电压最小值，如果直流功率为额定值而直流功率提升量没有达到设定值，调整直流线路整流侧和逆变侧的同步调相机的运行点，使其进相运行，吸收无功功率；根据逆变侧同步调相机的励磁电压参考值与直流功率提升量的关系，求取逆变侧同步调相机的励磁电压参考值调整量的估计值，通过仿真确定整流侧同步调相机的励磁电压参考值调整量。

技术领域

本发明属于电力系统运行与控制领域，尤其涉及一种提高交直流混联电网直流功率提升能力的方法。

背景技术

直流线路作为交直流混联电网主网架的重要组成部分，其功率调制能力对电网安全稳定运行起到重要作用，通过直流线路送、受端之间的配合，实现交直流系统的协调控制，抵御扰动对系统造成的冲击，例如，当受端大容量机组因故障停运而造成有功功率缺额时，可以通过直流功率提升，将受端的有功功率缺额在送、受端之间进行合理的分配，提高电网承受故障冲击的能力。

随着直流输电工程的相继建设与投运，直流功率提升在交直流混联电网安全稳定控制中的作用日益显著，但是在直流功率提升过程中，换流站从系统吸收大量的无功功率，导致换流站交流母线电压显著降低，使直流功率提升量无法达到设定值。为了提高直流功率提升能力，现有技术通常根据经验对直流线路整流侧和逆变侧的同步发电机励磁电压参考值进行调整，控制换流站交流母线电压，但是这种调整不能保证达到预期的直流功率提升效果，不恰当的调整甚至会降低直流功率提升量。因此，确定换流站交流母线电压值与直流功率提升量之间的关系，利用电压控制设备，提高交直流混联电网直流功率提升能力，是一个亟待解决的问题。同步调相机因其良好的调控性能，在直流输电工程中获得广泛应用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种提高交直流混联电网直流功率提升能力的方法，本发明以直流线路整流侧和逆变侧的同步调相机作为调控设备，分别考虑直流功率为额定值和小于额定值的情况，确定换流站交流母线电压值与直流功率、同步调相机励磁电压参考值与直流功率提升量之间的关系，对同步调相机进行调控。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高交直流混联电网直流功率提升能力的方法，包括以下步骤：

(1)判断直流功率是否为额定值，确定直流系统的控制方式，求解交直流混联电网的降阶雅可比矩阵；

(2)如果直流功率小于额定值，对换流站交流母线电压与换流变压器变比之间的关系进行拟合，根据直流系统增量形式的准稳态模型和交直流混联电网的降阶雅可比矩阵，求出使直流功率达到额定值的换流站交流母线电压最小值；

(3)如果直流功率为额定值而直流功率提升量没有达到设定值，调整直流线路整流侧和逆变侧的同步调相机的运行点，使其进相运行，吸收无功功率；

(4)根据逆变侧同步调相机的励磁电压参考值与直流功率提升量的关系，求取逆变侧同步调相机的励磁电压参考值调整量的估计值，通过仿真确定整流侧同步调相机的励磁电压参考值调整量。

其中，交直流混联电网的降阶雅可比矩阵特指由交直流混联电网交流母线注入无功功率不平衡量对母线电压幅值修正量的一阶偏导数构成的矩阵。

进一步的，所述步骤(1)中，当直流功率小于额定值时，直流功率提升作用会被削弱，进行直流功率提升前应保证直流功率为额定值。

进一步的，所述步骤(2)中，换流站交流母线电压与换流变压器变比之间的关系拟合为分段线性函数。