[发明专利]一种特高压交直流电网暂态能量耗散系统控制方法

说明书

本发明公开一种特高压交直流电网暂态能量耗散系统控制方法，如果特高压交直流电网中大功率直流发生换相失败或直流闭锁等故障，导致功率大幅跌落，则控制快速开关投退耗能阻抗以消纳系统暂态能量，该控制方法包含下述步骤：(1)确定正常直流调制和直流故障时直流功率变化特性；(2)根据直流功率进行快速耗能控制；(3)在有功冲击控制方法下，根据一定的原则退出暂态耗能负荷；(4)实时判断是否需要切换控制方法；(5)在频率控制方法下，根据交流母线频率进行快速耗能控制。此方法通过快速控制负荷阻抗进行暂态耗能，弱化系统有功波动，防止在特高压交直流电网中大功率直流发生换相失败或者闭锁等故障期间，大功率有功冲击引起交流电网出现局部稳定性问题。

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种电力系统暂态能量耗散系统控制方法。

背景技术

我国存在着新能源发电(风力发电、光伏发电)集中区域和用电负荷中心区域相距较远的问题，解决的一种方式为通过多回高压直流输电实现点对点的大功率输送，这种电源结构的变化和交直流混联电网格局的形成，使稳定性问题成文影响电网安全的主要矛盾：当电网发生短路故障时，由于单回或者多回高压直流输电会发生换相失败甚至闭锁等原因，直流传输有功功率出现短时大幅跌落，对交流电网造成有功冲击，在高压直流输电整流侧电网出现暂态能量聚集，而电网无法快速平衡这种暂态能量，进而可能导致电网出现电压崩溃，薄弱断面功率大幅振荡，最终导致电网失稳。另外由于送端送出功率大大减少，送端电网频率可能会快速升高，引起新能源发电脱网等问题。

为避免暂态能量聚集引起的电网稳定性问题，电力系统中传统的方法是配合切机措施，但是这种方法存在弊端，大量的机组切除后系统对电压的控制能力被弱化，电网的稳定性问题可能会更加突出；另外，直流闭锁恢复之后送端电网会出现高低频交替现象。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种暂态能量耗散系统控制方法，用于解决特高压交直流电网高压直流输电中出现换相失败或闭锁等故障后的整流侧能量聚集问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种特高压交直流电网暂态能量耗散系统控制方法，如果特高压交直流电网中大功率直流发生换相失败或者直流闭锁等故障造成有功功率快速跌落，则通过控制快速开关投退耗能阻抗以消纳系统暂态能量，所述快速开关为机械式快速开关或电力电子快速开关，所述控制方法采用的暂态能量耗散系统包括进线开关和进线CT、电力电子开关或快速机械开关、旁路断路器、取能阻抗和负荷阻抗；该控制方法包含下述步骤：

(1)采集直流线路的电压及电流量，计算直流功率变化量ΔP和变化率dP，判断以下两个条件中的任意一个满足，则顺次执行步骤(2)至(5)：a)当ΔP大于功率变量阈值ΔPhold且dP大于直流功率变化率阈值dPhold；b)接收到直流系统动作信号；

(2)以直流功率变化量ΔP为控制目标，触发电力电子开关，当ΔP大于暂态耗能系统容量时，以暂态能量耗散系统最大功率为控制目标触发电力电子开关；

(3)从暂态能量耗散系统启动开始计时，当暂态能量耗散系统投入功率对时间的积分大于直流功率变化量ΔP的绝对值对时间的积分，或者当前计时时间大于时间定值一Tfreqc1时，则过零退出暂态能量耗散负荷；

(4)当接收到直流控制系统直流闭锁信号或者接收到多次连续换相失败逻辑动作信号时，控制方式切换为频率控制方式；

(5)在频率控制方式下，以频率为控制目标，自动投退暂态能量耗散负荷阻抗。

上述方案中，如果特高压交直流电网中大功率直流发生换相失败或者直流闭锁等故障造成有功功率快速跌落，所述控制方法控制快速开关投退耗能阻抗快速消纳系统暂态能量。

上述方案中，所述步骤(1)中，根据进行正常直流调制和直流故障时直流功率变化特性，确定正常直流调制和直流故障时直流功率变化量ΔP和变化率dP区分定值ΔPhold和dPhold。