[发明专利]抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制策略，该方法在经典的全局优化电压控制基础上，充分考虑了抑制换流站连续换向失败的稳态需求，一是提高换流站母线电压，这可以通过全局优化实现，二是将特高压直流近区预想故障后200ms时抑制连续换向失败的电压需求考虑到主控区域，使主控区域在故障出现后有足够的电压无功支撑能力，除此之外，和特高压直流没有直接关系的协调区域的控制方法与传统的二级电压控制相同，可见，该方法从多层次保证了预想故障后的电压无功支撑能力，保证了特高压直流的正常运行。

技术领域

本发明涉及一种抑制特高压直流连续换向失败的近区电压无功预防控制方法及系统，适用于电力调控系统，属于电力系统运行与控制技术领域。

背景技术

我国特高压直流系统相继投运对电网的运行与控制提出了新的要求。其中，如何应对特高压直流系统接入给交流电网调压带来的影响是一项全新课题。当前，采用分级分区和多层级间协调互控制模式的自动电压控制系统(Automatic VoltageControl，AVC)已在国内外得到了广泛的应用，但目前AVC系统中尚未纳入对特高压直流系统的协调。

对于特高压直流的动态安全的分析一般是针对故障切除后暂态过程，因此特高压直流母线电压动态安全分析可以从暂态稳定的角度来进行，这就要求稳态控制的时候能考虑各种故障，使故障切除后设备能够及时作出反应，使得系统即使偏离稳定点也可以通过控制作用使特高压直流母线安全范围。

为此，本发明在全局优化电压控制的框架下，提出了抑制特高压直流连续换向失败的近区预防控制策略。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法及系统，保证了预想故障后的电压无功支撑能力，保证了特高压直流的正常运行。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制特高压直流连续换向失败的预防控制方法，其特征是，包括以下过程：

S1，对全局控制目标函数进行求解，获得换流站母线电压最优值，将换流站母线电压最优值作为二级电压控制中换流站母线电压参考值，其中，所述全局控制目标函数以网损最小以及换流站母线电压最大为目标；

S2，将特高压直流近区内与特高压直流系统直接相连的二级电压控制分区划分为主控区域，特高压直流近区内非主控区域划分为协控区域；

主控区域内，对主控区域目标函数对进行求解，获得发电机无功出力最优解，将此最优解作为发电机机组无功目标值下发给特高压直流近区机组，实现主控区域内无功调节；其中，所述主控区域目标函数以调整发电机无功使换流站母线电压在控制后与参考值偏差最小且发电机之间无功出力均衡为目标；

协控区域内，以稳态控制时近区电压偏差最小为目标实现协控区域内无功调节；

主控区域和协控区域两个区域独立完成无功调节，以实现特高压直流近区的无功调节。

进一步的，S1中，所述目标函数如下：

min{P_Loss-λ₁U_cnv}

其中，其中P_Loss为系统网损，其计算公式为其中，n为系统节点数，U_i和δ_i分别为节点i的电压幅值和相位，U_j和δ_j分别为节点j的电压幅值和相位，G_ij为节点i,j在导纳矩阵中的实部，U_cnv为换流站母线电压，λ₁＞0为权重系数。

进一步的，S1中，目标函数满足以下约束：

1)稳态功率平衡方程：

交流近区的有功和无功功率方程为：