[发明专利]直流孤岛频率稳定的网源协调控制策略计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种直流孤岛频率稳定的网源协调控制策略计算方法及系统，该方法包括：根据实际电力系统模型、参数、运行方式和预设故障，进行暂态稳定时域仿真，得到导致直流孤岛系统失稳的故障及其失稳模式；采用原动机调速器附加控制GPSS设计对孤岛发电机组进行调速系统辅助控制量参数设计；采用粒子群优化算法对直流紧急功率支援进行参数设计；根据调速系统辅助控制量参数设计、直流紧急功率支援参数设计、导致直流孤岛系统失稳的故障及其失稳模式形成网源协调控制策略。该方法可用于离线或在线决策紧急控制措施计算，改善直流孤岛系统的暂态稳定性，协调网源不同控制措施，提升机网协调运行水平和电力系统运行的经济性和安全性。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，特别涉及一种直流孤岛频率稳定的网源协调控制策略计算方法及系统。

背景技术

近年来，直流输电系统广泛应用于远距离大容量输电及区域异步互联工程中。直流输电系统便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网，利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。

直流孤岛是指直流输电系统与邻近的场站和线路构成独立小规模电网系统，失去了与交流主网的电气联系。对于远离主网或者与主网仅通过单一回路连接的大型水电、火电厂，当采用高压直流输电方式进行功率输送时，可能通过以下两种方式形成直流孤岛。一是送端电网的发电机组与直流换流母线组网运行，形成孤岛运行方式；二是送端电网由于交流输电线路故障，使得部分发电机组与直流换流母线形成孤岛，如图1所示。

电力系统的运行频率是电能质量最基本的指标之一，也是电力系统能否安全稳定运行的基础。对于电网运行，要求保证频率控制在标准值附近，否则，就会造成发电和用电侧各类设配的损坏，如果造成大量机组停机，就会进一步导致系统的频率崩溃，引起严重的大面积停电事故。

孤岛系统的旋转惯量小，同时由于缺少负荷的频率调节效应，电网承受扰动的能力差，频率的波动性远大于大电网。与并入交流电网不同，孤岛方式下系统频率调节仅能依赖孤岛内机组完成，部分依靠直流频率控制。孤岛系统在大功率水平运行时若经受故障扰动，会导致孤岛系统频率长时间偏离额定值，甚至引发频率崩溃，存在严重的频率稳定问题。在上述孤岛形成过程中，由于交流输电线路故障，使得孤岛系统存在大量不平衡功率，频率稳定问题突出。

直流孤岛系统中的机组一次调频与频率控制器是孤岛系统频率调节的主要手段。孤岛运行方式下，单机功率占比很大，机组功率变化对电网频率影响也很大，可充分发挥机组调节系统的一次调频作用维持系统频率稳定。直流附加控制主要包括紧急功率控制、紧急频率控制、无功调制、次同步振荡抑制和快速功率反转等。工程实际中采用的直流系统的紧急功率提升/速降功能，也是直流附加控制的一种形式，可用于严重故障下的功率平衡和频率控制。单独依靠一次调频难以维持孤岛系统频率稳定，而单独依靠直流附加控制难以发挥网源控制最大能力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种直流孤岛频率稳定的网源协调控制策略计算方法，该方法可用于离线或在线决策紧急控制措施计算，改善直流孤岛系统的暂态稳定性，协调网源不同控制措施，提升机网协调运行水平，提高电力系统运行的经济性和安全性。

本发明的另一个目的在于提出一种直流孤岛频率稳定的网源协调控制策略计算系统。