[发明专利]水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统

说明书

本发明公开了水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，对全网进行分析并获得小干扰状态和大干扰状态；所述小干扰状态为阻尼水平最低的状态；所述大干扰状态为故障后振幅最大、阻尼水平最低的故障状态；根据负阻尼效应贡献情况对水电机组进行排序；优先对负阻尼效应贡献大或/和稳定的机组调整参数；将优化参数后的电网依次在小干扰状态和大干扰状态下运行并根据运行结果调整参数至电网在小干扰状态和大干扰状态下满足阻尼指标要求。本发明水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，给出了针对水电为主电网制定调速器参数优化调整方案的一般流程，为电网分析人员通过调整水电机组调速器参数预防超低频振荡提供了技术手段。

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定控制技术领域，具体涉及水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统。

背景技术

随着直流输电特别是柔性直流输电技术的发展，电网互联结构开始由同步联网向异步联网转变。2016年，云南电网已经在国内率先实现省级电网由同步联网转为异步联网，包含川、渝、藏的西南电网也计划于2018年实现与华中-华北主网异步互联。在省级或区域电网由同步转异步联网之前，需要针对异步联网后电网可能面临的风险制定一系列的应对策略。对于水电为主的电网，由于水电机组的“水锤效应”及调速系统的固有负阻尼特性，在由同步转异步联网后，面临的突出风险之一是超低频振荡。云南电网在异步联网的系统试验中已经发生了超低频振荡事故。事实上，近年来，在水电送出孤岛系统或水电高占比电力系统中已陆续出现多起超低频振荡现象，引发调速系统周期性频繁动作，系统频率、功率等均出现大幅度低频率振荡，严重威胁电网安全稳定运行。因此，当水电为主电网由同步转异步联网时，需要针对系统存在的超低频振荡风险制定预防控制措施。

超低频振荡与水轮机调速系统一次调频性能及引水系统的“水锤效应”强相关，目前同步互联电网要求的一次调频快速调节使得水轮机调速器在超低频段产生负阻尼效应。火电机组不存在“水锤效应”，通常在超低频段提供正阻尼。当电网内水电占比高于火电机组，或在某些运行方式下水电出力占比高，导致水电机组负阻尼效应占主导地位时，系统在超低频段会出现小扰动不稳定，故障下易激发超低频振荡。

在制定超低频振荡的预防控制策略时，通常有以下三种途径：1)从增加系统正阻尼水平出发，调整运行方式，增加火电开机容量，其优点是不影响电网调频能力，但是增开火电不利于水电清洁能源的消纳，在当前节能减排形势及水电等清洁能源大量富余的情况下，可行性较低；2)从采用直流调制增加系统正阻尼出发，采用直流附加控制措施，其优点是不影响甚至强化了电网调频能力，但由于直流数量较少，控制措施集中于部分直流，当直流检修或故障停运等情况将大大弱化超低频振荡抑制效果，此外为避免直流频繁动作影响其自身安全稳定运行，通常需设置控制死区，导致在死区内依然存在超低频振荡风险；3)从减小水电机组提供的负阻尼出发，优化水电机组调速系统参数，使其提供的负阻尼减少甚至提供正阻尼，从而避免超低频振荡发生，其优点是水电机组的“水锤效应”是导致超低频振荡的源头，从源头治理超低频振荡，对运行方式的适应较好，且不影响水电消纳，但以抑制超低频振荡为目标优化得到的调速器参数通常会降低水电调节速度，影响调频能力，需在抑制超低频振荡和维持调频能力间取得平衡。

此外，对于水电为主的区域或省级电网，网内水电机组数量、类型众多，不可能也不必要对所有水电机组调速器参数进行优化调整，而目前并没有系统性的方法用于指导水电机组调速器参数优化范围并制定最优控制策略。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前并没有系统性的方法用于指导水电机组调速器参数优化范围并制定最优控制策略，目的在于提供水电为主电网异步互联后调速器参数调整方法及系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：