[发明专利]抑制VSC-HVDC送端孤岛系统暂态高频的多电源协调控制方法

说明书

本发明公开了一种抑制VSC‑HVDC送端孤岛系统暂态高频的多电源协调控制方法和系统，包括：确定孤岛内各设备的频率承受能力；确定孤岛内各电源的调节容量及调节速度；确定各可调电源的控制优先级；计算孤岛内机组转动惯量；确定各电源协调控制策略。本发明充分考虑交流故障下柔直系统故障穿越及恢复特性，利用孤岛内电源的调节能力，抑制由于交流故障下柔直故障穿越过程中功率波动导致的孤岛暂态高频问题，以提升柔直近区孤岛频率稳定特性及柔直系统运行稳定性，提高交直流电网安全稳定运行水平。

技术领域

本发明涉及抑制VSC-HVDC送端孤岛系统暂态高频的多电源协调控制方法和系统，属于电力自动化技术领域。

背景技术

目前柔性直流输电(VSC-HVDC)已在无源网络供电、新能源送出等方向应用于实际工程。当柔直孤岛供电时，由于柔直自身的故障穿越特性及恢复特性，可能存在暂态频率问题。

孤岛本身抗扰动能力较弱，而柔直系统为了保护柔直自身设备，也设定了过电压、过电流等保护功能，当交流系统发生故障时，不仅威胁到孤网系统的稳定运行，也可能触发柔直自身保护闭锁，出现短时闭锁等现象，相当于给孤岛造成了二次冲击，孤岛特性又会迅速发生变化，可能在此过程中造成孤岛高频问题，甚至引发新能源机组高频脱网、高周切机、火电机组OPC动作等风险，由于柔直后续能够恢复，此时不能简单采取切机、切负荷等措施，而且柔直在恢复过程中无法响应紧急控制指令，也无法通过柔直自身的快速调节来平抑其恢复过程中的功率扰动。因此，如何抑制孤岛系统暂态频率上升，降低故障下柔直功率暂态跌落带来的影响，提升柔直孤岛供电系统运行稳定性是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抑制 VSC-HVDC送端孤岛系统暂态高频的多电源协调控制方法，解决现有技术中柔直近区交流通道故障后造成柔直系统孤岛运行，孤岛系统暂态频率上升有损交直流电网安全稳定运行水平的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一方面，本发明提供一种抑制VSC-HVDC送端孤岛系统暂态高频的多电源协调控制方法，包括如下步骤：

针对预先建立的VSC-HVDC系统及近区交流电网仿真模型，利用工程调研及时域仿真确定孤岛内各可调电源的调节容量及调节速度，并确定网内包括电源、负荷和VSC的关键设备的频率承受能力；

根据各电源调节速度确定其参与调节的优先级；

仿真分析孤岛内预设故障下孤岛频率特性；若存在暂态高频风险，则根据控制总量和各电源控制优先级确定各电源控制量的分配策略；

当系统内孤岛频率满足预设的各电源控制判据时，执行所述分配策略；所述的各电源控制判据要满足电网频率不超过关键设备的频率承受能力。

进一步地，其特征在于，确定各电源参与调节的优先级的方法如下：按照调节速度由快到慢，确定参与的优先级排序依次为G₁， G₂，……，G_n，……，G_N，其中n＝1，2……，N，N为参与控制的机组总数。

进一步地，所述分配策略包括采取可调电源分轮快速控制方法抑制孤岛暂态高频。

进一步地，各电源控制量确定方法如下：

1)求取各轮次紧急控制总量

设T_ci为f_ci对应的时刻，第i轮控制总量ΔP_ci以式(1)计算：