[发明专利]多回直流换相失败后系统的暂态稳定评价指标的计算方法

说明书

本发明公开了一种多回直流换相失败后系统的暂态稳定评价指标的计算方法，所述计算方法包括以下步骤：将送受端电网简化为两机群系统，并将两机群系统扩展到三机群系统，即，包括三个区域；通过龙格库塔法确定三机群系统的受端电网故障切除时的功角差，根据功角差及最大切除角计算加速面积和减速面积，进而确定稳定裕度；所述方法还包括：分析惯性时间常数、故障的持续时间与稳定裕度的关系，得到惯性时间常数、故障的持续时间对系统稳定性的影响。本发明将两机群系统扩展到实际的三机群系统，使用龙格库塔法确定极限切除角，计算电力系统的稳定裕度，满足了实际应用中的多种需要。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其涉及一种多回直流换相失败后系统的暂态稳定评价指标的计算方法。

背景技术

近几年，在我国的华北电网和西北电网，风电、光伏装机容量快速增加，使我国逐步推进西电东送，建设多条特高压直流线路，截至2015年底，西南电网共有锦苏、宾金、复奉3回±800kV特高压直流向负荷中心华东电网送电，华中电网共有4回±500kV超高压直流向负荷中心华东电网送电，7回直流的总功率达到31760MW[1]。根据我国电网规划，近几年还将投运晋北-南京、锡盟-泰州、灵州-绍兴、准东-皖南等多回特高压直流[2-3]。特高压直流传输容量及传输距离的不断增加，逐步形成“强直弱交”的电网特性，直流送受端交流系统之间的耦合作用和相互影响逐渐突显。初期“强交弱直”下建设特高压直流时的优势(隔离作用)逐步消失，送受端异步互联电网反而以直流作为媒介，通过故障后的直流功率响应实现故障传递[4]。

受端系统故障引发的多回直流同时换相失败导致送端系统稳定破坏是以直流为媒介进行故障传递的典型案例。目前，针对此故障形式的研究主要分为两机群法和三机群法[5-7]：两机群法是将待分析的实际系统等效为两机群系统来进行稳定机理和影响因素分析，可通过等面积法则将实际系统等效为两机群系统来分析直流换相失败引发稳定性破坏的稳定机理[5]，可从物理本质上直观分析稳定机理，但复杂系统的定量计算实现困难，二阶线性系统冲击响应模型易于定量计算[6]，但无法诠释稳定本质且联络线高功率情况的适应性差；为了描述实际送端系统的复杂状态，将“三华”系统等效为三机群系统[7]，可更好的诠释受端系统故障引起送端系统稳定性破坏的稳定机理，但现有关于三机群系统的文献侧重于分析稳定性破坏的机理，而在定量评价指标计算方面还不完善，无法给出定量评价指标，故在定量计算方面仍需进一步完善。

参考文献

[1]王春明，刘兵.区域互联多回直流换相失败对送端系统的影响[J].电网技术，2013，37(4)：1052-1057.

[2]郭小江，邵瑶，周勤勇，等.多馈入直流地区电网安全稳定性研究[R].北京：中国电力科学研究院，2010.

[3]邵瑶，汤涌，郭小江，等.2015年特高压规划电网华北和华东地区多馈入直流输电系统的换相失败分析[J].电网技术，2011，35(10)：9-15.

[4]李明节.大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制[J].电网技术，2016，40(4)：985-991.

[5]屠竞哲，张健，王建明，等.大规模直流异步互联系统受端故障引发送端稳定破坏的机理分析[J].中国电机工程学报，2015，35(21)：5492-5499.

[6]何剑，张健，郭强，等.直流换相失败冲击下的两区域交流联络线功率波动峰值计算[J].中国电机工程学报，2015，35(4)：804-810.