[发明专利]一种柔性直流输电系统紧急控制方法

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电系统紧急控制方法，在电力系统出现电压失稳时，将柔性直流输电系统控制策略由常规控制策略切换至紧急控制策略，通过“预设目标值法”或“潮流试探法”得到柔性直流输电系统有功功率和无功功率的最优控制目标值，使柔性直流输电系统的有功功率和无功功率最终运行在优化后的控制目标值，本发明能够提高交流系统电压水平，提高电力系统电压稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统输电领域中的柔性直流输电技术领域，尤其涉及柔性直流输电系统紧急控制方法。

背景技术

电力系统是一个复杂的非线性动态系统，其中电压稳定性研究是电网规划和运行的重要研究方向。随着电力系统规模不断扩大，负荷中心与大型电源的逆向分布情况凸显，远离电源的负荷规模不断增大，对电力系统电压稳定带来新的考验。电力系统的稳定、可靠运行依赖于系统中有功功率和无功功率的迅速协调控制，传统控制方法基本上只能在静态情况下控制系统潮流，缺乏快速注入、优化调节、协调控制系统有功和无功功率的能力。

近些年，国内外多个柔性直流输电工程的建成投产标志着柔性直流输电系统在电力系统中的应用得到极大发展，并成为电力系统的重要组成部分。柔直系统具有的有功功率和无功功率的快速、独立控制能力，可以极大提高交流电网的可控性、灵活性和稳定性，为电力系统电压稳定控制提供了更多的控制技术手段。当前，柔直系统常规控制策略以交直流混合系统潮流最优化为其控制目标，达到电网安全经济运行的目的，并成为当今的研究热点；但该常规控制策略没有涉及以提高交流系统电压稳定性为目的的控制策略，没有提出在电压失稳过程中优化设置柔直系统传输的有功功率和产生的无功功率的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明针对电力系统电压稳定性的控制要求并结合柔性直流输电系统的控制特点，提供一种柔性直流输电系统紧急控制方法，通过“预设目标值法”或“潮流试探法”得到有功功率和无功功率的最优控制目标值，提高电力系统电压稳定性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种柔性直流输电系统紧急控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：检测交流电网母线电压U_i，出现电压失稳时，退出柔性直流输电系统正常运行状态的自动控制；

步骤S2：通过“预设目标值法”或“潮流试探法”得到柔性直流输电系统有功功率和无功功率的最优控制目标值；

步骤S3：检测交流电网母线电压U_i是否满足电压范围要求；如不满足，重复步骤S2，直至满足要求，维持当前运行状态；

步骤S4：检测交流电网母线电压U_i是否电压失稳，如仍然电压失稳，重复步骤S2，重新调整柔性直流输电系统有功功率和无功功率的最优控制目标值；否则切换至柔性直流输电系统正常运行状态的自动控制。

进一步地，所述“预设目标值法”的具体步骤为：

1)根据电网参数、预想或实际的运行方式、负荷水平和电压偏差程度，离线或在线计算有功功率和无功功率的控制目标值P_refi和Q_refi，并形成预设目标值表；

2)控制目标值P_refi和Q_refi的求解问题转化为多目标的最优潮流问题，在控制目标值P_refi和Q_refi条件下，交流电网母线电压变化量ΔU_i为：

交流电压补偿目标为在满足柔性直流输电系统安全运行边界条件下，使f(P_refi,Q_refi)＝ΔU_s-ΔU_i最小，即