[发明专利]一种交直流混联系统的频率稳定控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及现代电力系统保护与控制领域，特别涉及一种交直流混联系统的频率稳定控制方法。

背景技术

频率作为衡量电能质量的重要指标之一，频率的异常会给电力系统带来诸多不良的影响，严重时会危害系统稳定，影响系统运行的经济性。

电力系统中出现较大有功缺额时，低频减载(UFLS)是恢复频率稳定的最重要手段之一。目前，低频减载方法主要有传统低频减载与自适应低频减载两类。国内外传统的低频减载方案，主要是由运行人员根据实际系统的运行操作经验，计算机仿真分析结论整定的。传统UFLS方案采取固定延时固定切除量，离线整定，实时性较差，可能造成过切或者欠切。取频率变化率的自适应低频减载，尽管可以灵活地设置动作时间和负荷切除量，但大多数没有考虑系统拓扑结构、发电机的调频特性和负荷的频率特性，可能导致不必要的负荷损失。此外，当出现频率振荡时，仅仅采用频率瞬时变化率作为信号可能造成测量的不准确。

随着特高压电网和超高压直流输电的发展，越来越复杂的网架结构及多变的运行方式将使得频率控制更加复杂。近年来国内外的改进方案所研究的模型较少涉及直流输电系统的频率控制作用，以及考虑其与紧急发电控制(EAGC)相协调的情况下配合低频减载，以进一步增强系统频率稳定性。为此，需要一种考虑交直流互联系统紧急发电控制作用，考虑协调增加发电机出力与直流系统紧急功率支援的低频减载优化整定模型，以提高系统运行的稳定性和经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种交直流混联系统的频率稳定控制方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种交直流混联系统的频率稳定控制方法，包含以下顺序的步骤：

S1.设计一个反映交直流混联系统的低频减载方案的优化目标，所述优化目标兼顾频率恢复性能和切负荷量的大小；

S2.设计紧急发电控制模型和高压直流功率支援控制器，并将两者结合到低频减载的计算模型中，优化低频减载方案；

S3.确定优化低频减载方案的整定参数，包括各轮动作频率和各轮切负荷量，并将各轮动作频率和各轮切负荷量作为控制变量，确定整定方案；同时确定低频减载方案相关参数；

S4.在优化算法中嵌入了时域仿真程序进行仿真，以优化目标为判据，获取在寻优可行域内的最优整定值，得到低频减载的优化方案。

步骤S1中，所述的兼顾频率恢复性能和切负荷量的优化目标如下：

Fobj=min(λ1SfN,fk+λ2ΔP)]]>

其中，F_obj为优化目标函数值，为的最小值；ΔP分别是在f-t坐标系下额定频率和实际频率轨迹所围面积、总切负荷量；λ₁、λ₂分别是ΔP的权值，且λ₁+λ₂＝1.0；f_N为额定频率，f_k为实际频率，即频率的瞬时值。

所述的的计算方法为：其中，n为低频减载的动作轮数，t'_k为第k轮动作的实际时间；

ΔP的计算方法为：其中，ΔP_lk为第k轮动作的切负荷量。

所述的步骤S2具体如下：在交直流混联系统中，区域i中增加自适应反步滑模控制器的频率控制模型具体为：