[发明专利]基于动态能量梯度的直流受端系统暂态控制方法和装置

说明书

本申请涉及一种基于动态能量梯度的直流受端系统暂态控制方法和装置，属于交直流互联系统暂态稳定控制领域，解决现有技术无法应对传统直流输电系统出现的短路故障的问题，所述方法包括：在确定直流受端系统发生交流线路故障，且故障类型为三相短路或单相短路时，采集直流受端系统的运行参数；根据故障类型、直流受端系统的运行参数和预设动态能量梯度模型，确定梯度函数，梯度函数用于指示与逆向触发角相关的动态能量梯度；根据梯度函数和预设边界值，确定动态能量梯度的最小值；根据动态能量梯度的最小值，确定相应的逆向触发角；根据确定的逆向触发角，控制直流受端系统。本申请提供的技术方案能够提高直流受端系统的稳定性。

技术领域

本发明属于交直流互联系统暂态稳定控制领域，尤其涉及一种基于动态能量梯度的直流受端系统暂态控制方法和装置。

背景技术

高压直流输电在远距离大容量输电和联网方面具有显著优势，在我国电力系统中起到了重要作用。交直流系统之间的相互影响，其动态行为复杂多变。直流受端系统发生严重故障会令逆变侧发生换相失败，导致逆变器上下桥臂同时导通，造成大容量直流线路与受端系统完全切断，进而使受端系统发生大面积停电。

为了应对上述情况，人们提出全新的理论和模型对传统直流输电系统进行优化，然而上述方法只适用于新建直流输电系统。如果对于已建成的流输电系统应用新的理论和模型，要么等同于回炉重铸，要么难以达到预期效果。

发明内容

鉴于上述的分析，本申请旨在提出一种基于动态能量梯度的直流受端系统暂态控制方法和装置，解决上述技术问题中的至少一个。

本申请的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本申请提供了一种基于动态能量梯度的直流受端系统暂态控制方法，包括：

在确定直流受端系统发生交流线路故障，且故障类型为三相短路或单相短路时，采集所述直流受端系统的运行参数；

根据所述故障类型、所述直流受端系统的运行参数和预设动态能量梯度模型，确定梯度函数，所述梯度函数用于指示与逆向触发角相关的动态能量梯度；

根据所述梯度函数和预设边界值，确定所述动态能量梯度的最小值；

根据所述动态能量梯度的最小值，确定相应的逆向触发角；

根据确定的所述逆向触发角，控制所述直流受端系统。

进一步地，所述采集所述直流受端系统的运行参数，包括：

采集受端同步机转速、受端同步机内电势、逆变器端口电压、故障位置信息、线路等效电阻、线路等效电感、直流线路电阻中的一个或多个。

进一步地，所述故障类型为三相短路故障时，所述梯度函数为：

σ₁＝(ω²L²+R²)(k+1)

σ₂＝2(k+1)σ₄

σ₅＝R_d+2Rk+R_dk

其中，P_a为与逆向触发角相关的动态能量梯度，E为发电机出口母线电压幅值，L为交流输电线路等效电感，R为交流输电线路等效电阻，ω为转子角速度和同步速的偏差，k为故障点到直流母线的距离占交流线路总长的百分比，R_d为直流输电线路等效电阻，U_dr为直流整流侧电压，α为逆变侧触发角；

上述参数均通过所述直流受端系统的运行参数直接或间接得到。