受端电网直流功率紧急控制措施量化方法
【技术领域】
[0001 ]本发明总体上涉及电网领域，更具体地，涉及一种受端电网直流功率紧急控制措 施量化方法。
【背景技术】
[0002] 为解决能源资源与用电负荷分布不均衡的矛盾，2011年以来，特高压电网已步入 快速发展阶段，特高压交流试验示范工程、淮南-皖南-浙北-沪西交流工程、±800千伏锦 苏、复奉、溪浙等特高压直流工程逐步建成投运，特高压交直流混联电网初步形成。未来我 国将逐步建成以特高压交流和多回特高压直流为骨干网架的"三华"交直流混联电网；将西 部及北部火电、西南水电及西部风电等远距离、大规模密集馈入京津冀鲁、长三角和华中东 部等负荷中心。
[0003] 交直流混联受端电网在大量接收外来廉价电力的同时，本地装机/开机容量减少、 外受电力比重增大，承受大扰动冲击的能力有所降低，严重故障冲击下为保证受端电网稳 定运行需采取大量切除负荷措施，经济社会代价较大。直流系统具备灵活调节控制能力，通 过灵活控制故障后直流系统输送功率可以有效减小故障后所需切负荷措施，改善电网运行 特性。目前对故障后直流功率紧急控制措施量的确定主要依赖事前大量人工仿真计算，并 结合经验进行确定，难以匹配复杂运行方式的稳定控制要求。但是，目前的计算方法工作量 大、计算繁琐，缺乏系统性、标准化。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种基于故障仿真的交直流混联受端电网直流功率紧急控制措施 量化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0005] 步骤1、交直流系统正常运行条件下，计算交流系统有效短路比ESCRo;
[0006] 步骤2、计算第i次故障时电网稳定情况，判断电网在发生第i次故障时是否发生失 稳;若不失稳，记录故障后直流稳态恢复功率Pi，转步骤2，计算第i + Ι次故障；若失稳，转步 骤3; i的初始值为1;
[0007] 步骤3、计算第i次故障清除后的交流系统有效短路比ESCRi;
[0008] 步骤4、判断交流系统有效短路比ESCRi与临界有效短路比ESCRLImit的相对大小;若 ESCRi 2 ESCRlimit，转步骤7;若ESCRi <ESCRlimit，转步骤5; ESCRlimit取1 · 5;
[0009] 步骤5、计算第i次故障后直流功率紧急控制措施量?。。_。14，如果?。。1^。14小于最 大直流功率紧急控制措施量，则将受端电网的直流输入功率降低Pc^trol-i以执行 直流功率紧急控制，否则将受端电网的直流输入功率降低P rantrcil-max执行直流功率紧急控 制;然后转步骤6;
[0010] 步骤6、判断直流功率紧急控制后电网是否恢复稳定;若稳定，则记录直流功率紧 急控制措施量，转步骤7;若不稳定，增大用于计算直流功率紧急控制措施量的系数L，转步 骤5;若直流功率紧急控制措施量达到P_ trcil-max后，电网仍无法恢复稳定，转步骤7;
[0011] 步骤7、结束计算。
[0012] 可选地，所述步骤1中计算交流系统有效短路比ESCRo，如下式所示。
[0013]
[0014] 其中，Sto为交直流系统正常运行条件下的交流系统短路容量，Qd为交直流系统 正常运行条件下直流逆变侧滤波电容的实际无功功率，Pd-o为交直流系统正常运行条件下 直流稳态恢复功率值。
[0015] 可选地，所述步骤3中计算第i次故障清除后的交流系统有效短路比ESCRi，如下式 所示：
[0016]
[0017] 其中，Sw为第i次故障后的交流系统短路容量，Qh为第i次故障后直流逆变侧滤 波电容的实际无功功率，Pd-i为第i次故障后直流稳态恢复功率值。
[0018] 可选地，所述步骤5中计算第i次故障后直流功率紧急控制措施量 所示：
[0019]
[0020] 其中：
[0021] Ρη为第i-Ι次故障后直流稳态恢复功率，即第i次故障发生前的直流稳态运行功 率；
[0022] ESCRi为第i次故障后交流系统有效短路比；
[0023] ESCRref为故障后可接受的最低有效短路比；
[0024] Ki为控制系数，通过调节Ki来调节直流功率紧急控制措施量。
[0025] 可选地，ESCRref为经验值。
[0026] 可选地，Ki取0.7~1.0之间的值。
[0027] 可选地，最大直流功率紧急控制措施量P_trca-max取值为受交直流系统交互影响约 束直流系统所能采取的最大调节量，当直流控制功率超过此量时将导致交流系统发生连锁 故障。
【附图说明】
[0028] 为了更完整地理解本发明及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0029] 图1是本发明一种受端电网直流功率紧急控制措施量化方法流程图。
[0030]图2示意性示出了一个交直流混联电网的示例。
[0031] 图3示出了 500KV母线电压恢复情况对比图。
[0032] 图4示出了 220KV母线电压恢复情况对比图。
【具体实施方式】
[0033]根据结合附图对本发明示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它方面、优势 和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
[0034] 在本发明中，术语"包括"和"含有"及其派生词意为包括而非限制；术语"或"是包 含性的，意为和/或。
[0035] 在本说明书中，下述用于描述本发明原理的各种实施例只是说明，不应该以任何 方式解释为限制发明的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同 物限定的本发明的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应 认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不背离本发明的范围和精神 的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见， 省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同参考数字用于相似功能和操作。
[0036] 图1是本发明一种基于故障仿真的交直流混联受端电网直流功率紧急控制措施量 化方法流程图。通过对受端电网的一个或多个故障进行仿真，得到系统失稳情况下交流系 统有效短路比与相应的直流功率紧急控制措施量之间的关系，从而在电网实际运行中出现 故障时，可以直接应用该直流功率紧急控制措施量降低受端电网的直流输入功率，快速减 小故障对电网稳定性的影响。
[0037] 如图1所示，该方法启动后，在步骤1，交直流系统正常运行条件下，计算交流系统 (母线)有效短路比ESCRo。
[0038] 根据下式（1)计算交流系统有效短路比ESCRo:
[0039]
[0040] 其中，Sto为交直流系统正常运行条件下的交流系统短路容量，Qd为交直流系统 正常运行条件下直流逆变侧滤波电容的实际无功功率，Pd-o为交直流系统正常运行条件下 直流稳态恢复功率值。
[0041] 然后，在步骤2,计算第i次故障时电网稳定情况，判断电网在发生第i次故障时是 否发生失稳;若不失稳，记录故障后直流稳态恢复功率Pi，转步骤2,计算第i+Ι次故障;若失 稳，转步骤3。i的初始值为1。
[0042]在步骤3,根据下式(2)计算第i次故障清除后的交流系统有效短路比ESCR1:
[0043]
[0044] 其中，S^i为第i次故障后的交流系统短路容量，Qd为第i次故障后直流逆变侧滤 波电容的实际无功功率，Pd-i为第i次故障后直流稳态恢复功率值。
[0045]在步骤4,判断交流系统有效短路比ESCRi与临界有效短路比ESCRLImit的相对大小； 若ESCRi 2 ESCRl皿τ，转步骤7;若ESCRi <ESCRl皿τ，转步骤5; ESCRlimit取1 · 5。
[0046] 在步骤5,计算第i次故障后直流功率紧急控制措施量?。。_。1^，如果?。。_。14小于 最大直流功率紧急控制措施量，则将受端电网的直流输入功率降低Pc^trol-i以执 行直流功率紧急控制，否则将受端电网的直流输入功率降低P_ trcaiax以执行直流功率紧急 控制;然后转步骤6。根据下式(3)计算第i次故障后直流功率紧急控制措施量p_ trcil-1