[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

说明书

本发明公开了一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法及系统，属于电力系统稳定分析领域。在暂态功角稳定条件下计算故障时刻到主导模式等值功角第一个极值点时刻内直流输电系统各换流站注入电网能量的增量；在暂态功角失稳条件下计算故障时刻到主导模式动态鞍点或等值功角达到设定值时刻内直流输电系统各换流站注入电网能量的增量。以主导模式对应的振荡中心关联断面分割电网，将与领前群发电机相连通的换流站注入电网能量增量取其相反数，再将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，将该增量与直流输电系统注入电网能量增量绝对值中的最大值之比作为直流输电系统的暂态功角稳定性能指标。

技术领域

本发明涉及一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法及系统，属于电力系统稳定分析技术领域。

背景技术

为了确保预想故障下电力系统的安全稳定运行，需要评估预想故障下电力系统的安全稳定性，若安全稳定性不能保持，一种方式是在预想故障发生前对电力系统采取预防控制以避免预想故障发生后失去安全稳定性，另一种方式是在检测到预想故障发生后对电力系统采取紧急控制以避免失去安全稳定性。无论是预防控制，还是紧急控制，其优化决策都需要有控制措施对安全稳定的性能指标作指导，才能保障优化决策的精度和速度。

随着电力在终端能源消费中占比不断提高，为了应对能源资源与能源需求分布的不匹配，远距离输电成为满足能源开发和能源消费的重要途径，直流输电系统具有输送距离远、容量大、损耗小且易于控制和调节的特点，已在电网中得到广泛应用。如何在电网安全稳定控制中充分利用直流输电系统易于控制和调节的特点成为研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种直流输电系统的暂态功角稳定性能指标确定方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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S下F发生后Di中换流站j注入电网能量的增量，P_i.j(t)为S下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；