[发明专利]直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法及系统

权利要求书

1.一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法，其特征在于，

确定直流输电系统在故障F时的暂态功角稳定裕度、发电机主导模式和发电机主导模式等值功角曲线；

根据暂态功角稳定裕度以及发电机主导模式等值功角曲线计算增量、根据发电机主导模式确定换流站集合；

根据增量和换流站集合确定直流输电系统的暂态功角稳定性能指标；

所述确定直流输电系统在故障F时的暂态功角稳定裕度、发电机主导模式和发电机主导模式等值功角曲线，包括：

基于扩展等面积准则对电网运行方式S下故障F的机电暂态时域仿真结果进行暂态功角稳定量化评估；

根据评估结果确定故障F时的暂态功角稳定裕度、发电机主导模式以及发电机主导模式等值功角曲线；

所述根据暂态功角稳定裕度以及发电机主导模式等值功角曲线计算增量的过程为：

若故障F的暂态功角稳定裕度大于等于0，通过公式(1)计算电网运行方式S下故障F发生后直流输电系统的各个换流站注入电网能量的增量，否则，通过公式(2)计算电网运行方式S下故障F发生后直流输电系统的各个换流站注入电网能量的增量；

式中，D为电网运行方式S下投运的直流输电系统组成的集合，Di为D中直流输电系统i的换流站组成的集合，E_i.j为电网运行方式S下故障F发生后Di中换流站j注入电网能量的增量，P_i.j(t)为电网运行方式S下故障F发生后t时刻Di中换流站j注入电网的有功，P_i.j.0为电网运行方式S下Di中换流站j注入电网的有功，有功流入为正、流出为负；

t_s为在故障F的暂态功角稳定裕度大于等于0时，发电机主导模式等值功角曲线中功角的第一个极值点所对应的时刻，t_u为在故障F的暂态功角稳定裕度小于0时，当发电机主导模式等值功角曲线中有动态鞍点时，动态鞍点所对应的时刻或当发电机主导模式等值功角曲线中没有动态鞍点时，发电机主导模式等值功角曲线中等值功角达到设定值的时刻；

所述换流站集合的确定过程为：

确定与发电机主导模式对应的振荡中心位置，将由振荡中心所在支路组成的支路组合作为暂态功角稳定主导模式振荡中心关联断面，记为T；

针对电网运行方式S下故障F清除后的电网运行方式，以T为割集将电网分割为两个连通网络，将与发电机主导模式中领前群发电机同属一个连通网络的换流站组成的集合记为换流站集合M；

所述确定性能指标的过程为：

将换流站集合M中换流站注入电网能量增量的值修改为该值的相反数，将该相反数作为换流站集合M中换流站注入电网能量的新的增量；

针对各个直流输电系统，将每个直流输电系统中的各个换流站注入电网能量增量之和作为直流输电系统的注入电网能量增量；

将任一直流输电系统注入电网能量增量A_i与各个所述直流输电系统注入电网能量增量的绝对值中的最大值|A|_max之比作为该增量A_i所对应的直流输电系统在电网运行方式S下针对故障F的暂态功角稳定性能指标；

所述暂态功角稳定性能指标大于0，表示增加直流输电系统输送功率能够提高暂态功角稳定性；直流输电系统的暂态功角稳定性能指标小于0，表示减少直流输电系统输送功率能够提高暂态功角稳定性。

2.一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定系统，其特征在于，

包括参数确定模块、增量计算模块、换流站集合确定模块和性能指标确定模块；

所述参数确定模块，用于确定直流输电系统在故障F时的暂态功角稳定裕度、发电机主导模式和发电机主导模式等值功角曲线；

所述增量计算模块，用于根据暂态功角稳定裕度以及发电机主导模式等值功角曲线计算增量；

所述换流站集合确定模块，用于根据发电机主导模式确定换流站集合；

所述性能指标确定模块，用于根据增量和换流站集合确定直流输电系统的暂态功角稳定性能指标；

所述参数确定模块包括：

暂态功角稳定量化评估单元，用于基于扩展等面积准则对电网运行方式S下故障F的机电暂态时域仿真结果进行暂态功角稳定量化评估；

确定单元，用于根据评估结果确定故障F时的暂态功角稳定裕度、发电机主导模式以及发电机主导模式等值功角曲线；

所述增量计算模块包括：

第一判断与计算单元，用于在故障F的暂态功角稳定裕度大于等于0时，通过公式(1)计算电网运行方式S下故障F发生后直流输电系统的各个换流站注入电网能量的增量；

第二判断与计算单元，用于在故障F的暂态功角稳定裕度小于0时，通过公式(2)计算电网运行方式S下故障F发生后直流输电系统的各个换流站注入电网能量的增量；

式中，D为电网运行方式S下投运的直流输电系统组成的集合，Di为D中直流输电系统i的换流站组成的集合，E_i.j为电网运行方式S下故障F发生后Di中换流站j注入电网能量的增量，P_i.j(t)为电网运行方式S下故障F发生后t时刻Di中换流站j注入电网的有功，P_i.j.0为电网运行方式S下Di中换流站j注入电网的有功，有功流入为正、流出为负；

t_s为在故障F的暂态功角稳定裕度大于等于0时，发电机主导模式等值功角曲线中功角的第一个极值点所对应的时刻，t_u为在故障F的暂态功角稳定裕度小于0时，当发电机主导模式等值功角曲线中有动态鞍点时，动态鞍点所对应的时刻或当发电机主导模式等值功角曲线中没有动态鞍点时，发电机主导模式等值功角曲线中等值功角达到设定值的时刻；

所述换流站集合确定模块包括振荡中心关联断面确定模块和换流站集合组成模块；

所述振荡中心关联断面确定模块，用于采用振荡中心定位方法确定与发电机主导模式对应的振荡中心位置，将由振荡中心所在支路组成的支路组合作为暂态功角稳定主导模式振荡中心关联断面，记为T；

所述换流站集合组成模块，用于针对电网运行方式S下故障F清除后的电网运行方式，以T为割集将电网分割为两个连通网络，将与发电机主导模式中领前群发电机同属一个连通网络的换流站组成的集合记为换流站集合M；

所述性能指标确定模块包括直流输电系统的注入电网能量增量计算模块、性能指标计算和评价模块；

所述直流输电系统的注入电网能量增量计算模块，用于将换流站集合M中换流站注入电网能量增量的值修改为该值的相反数，将该相反数作为换流站集合M中换流站注入电网能量的新的增量；针对各个直流输电系统，将每个直流输电系统中的各个换流站注入电网能量增量之和作为直流输电系统的注入电网能量增量；

所述性能指标计算和评价模块，用于将任一直流输电系统注入电网能量增量A_i与各个所述直流输电系统注入电网能量增量的绝对值中的最大值|A|_max之比作为增量A_i所对应的直流输电系统在电网运行方式S下针对故障F的暂态功角稳定性能指标；

所述暂态功角稳定性能指标大于0，表示增加直流输电系统输送功率能够提高暂态功角稳定性；直流输电系统的暂态功角稳定性能指标小于0，表示减少直流输电系统输送功率能够提高暂态功角稳定性。