[发明专利]计及静态频率和电压特性的电网受端系统紧急切负荷方法

说明书

本发明公开了计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，主要步骤为：1)获取电力系统数据。2)建立计及静态频率和电压特性的随机负荷模型；3)对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统正常运行时潮流数据；4)在受端电力系统发生直流闭锁时，对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统直流闭锁时的切负荷方案。本发明利用直流闭锁故障后的准稳态控制过程切负荷方案，获得快速、精确、实用的确定性结果，是含大容量高压直流输电线路电力系统安全稳定运行的基础，有着重要的研究和应用价值。

技术领域

本发明涉及电力系统紧急控制技术，具体是计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法。

背景技术

近年来，我国用电量随着国民经济的快速发展持续增长，而纵观我国电力生产与消费，能源分布与负荷需求存在着严重的空间分布不对称的现象，需要远距离、大容量的电力输送。特高压直流是进行远距离、大容量电力输送的一种主要方式，但在直流系统发生闭锁故障时，受端电网出现大量功率缺额，在潮流转移过程中可能使交流输电通道过载，进而引发连锁故障，造成停电事故。因此，大容量直流馈入的受端电网需要针对直流闭锁故障配置相应的切负荷措施。

直流闭锁故障后的控制可分为暂态、准稳态两个阶段，两个阶段对控制目标、动作速度和要求各不相同。暂态过程以保持系统的稳定性为主要目标，反应时间为毫秒级。而准稳态以精准平衡功率缺额和提高系统静态安全性为主要目标，反映时间为秒级。目前国内对于直流闭锁后的暂态控制过程已有成熟实用的应对策略，包括多直流协调控制、安控抽蓄切泵控制和精确负荷控制等，而准稳态控制过程还没有统一的处理方案。

针对直流闭锁故障后的准稳态控制过程切负荷方案，大多数研究都侧重于如何优化分配功率缺额，但精确求解故障后的实际功率缺额才是衡量切负荷方案是否合理的重要前提。并且，现有针对直流闭锁故障的切负荷的问题都是确定性的问题，未考虑受端系统中新能源和负荷的波动性。此外，实际负荷随系统的运行状态的变化会直接影响到直流闭锁后的功率缺额的大小。因此，如何建立综合考虑用电行为的随机性、负荷实际大小与系统运行状态之间的关系以及负荷成分的变化的随机负荷模型是不可回避的问题。然而现有负荷模型要么只考虑用户用电行为的不确定，要么只考虑负荷与运行状态之间的关系，没有考虑两者的结合，更没有考虑负荷成分的变化引起负荷系数变化的情况。针对以上问题，本发明提出的直流闭锁故障紧急切负荷方案计及受端系统的新能源波动性、以及考虑了静态频率和电压特性的负荷随机性，从而精确求解故障后的实际功率缺额。因此，研究直流闭锁故障后的准稳态控制过程切负荷方案，以获得快速、精确、实用的确定性结果，是含大容量高压直流输电线路电力系统安全稳定运行的基础，有着重要的研究意义与应用价值。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，主要包括以下步骤：

1)获取电力系统数据，包括电力系统节点负荷数据。

2)建立计及静态频率和电压特性的随机负荷模型。

进一步，所述计及静态频率和电压特性的随机负荷模型包括负荷随机性模型和实际负荷大小与节点电压、系统频率的关系模型。

负荷随机性模型如公式(1)和公式(2)所示，即：

式中，变量的上方的‘～’表示其为随机变量。变量中的下标‘i’表示所述变量为节点i上的变量。和P_DNi表示额定工况下实际有功负荷和期望有功负荷。为额定工况下的负荷预测误差。表示额定工况下的实际无功负荷。r_Di表示节点i的期望无功负荷与期望有功负荷之间的比值。