[发明专利]考虑送受端支援的含HVDC互联电力系统频率支撑方法

说明书

本发明公开了一种考虑双侧备用相互支援的含HVDC互联电力系统频率支撑方法。针对火电发电机组和HVDC故障对送端和受端交流电力子系统频率的冲击，综合利用HVDC过载特性和送受端交流电力子系统调频备用相互支援的策略，实现对送受端交流电力子系统频率的支撑。本发明能充分利用HVDC双端系统的调频备用和调频能力，提高HVDC互联电力系统的频率稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电力系统频率支撑处理方法，特别是涉及了一种考虑送受端支援的含高压直流输电(High Voltage Direct Current，HVDC)互联电力系统的频率支撑方法。

背景技术

电力作为一种重要能源，在国民生产中发挥着巨大作用。保持电力系统频率稳定是电力系统安全运行的基础。电力系统电功率供需平衡是保持电力系统频率稳定的关键：当电力系统供应的电功率大于消耗的电功率时，电力系统频率将上升；相反当电力系统供应的电功率小于消耗的电功率时，电力系统频率将下降。

近年来HVDC被认为是实现长距离输电、联接交流电力系统的最优选择之一，因为HVDC具有较高的经济性和较优的控制特性，目前全世界已经有较多的相关工程实践。然而HVDC的引入导致了电力系统结构和运行特性的变化，为电力系统保持频率稳定带来挑战。一方面，与传统交流电力系统相比，HVDC的引入可能导致电力系统的转动惯量和频率调节能力的降低，另一方面HVDC系统容易因为系统扰动等因素导致闭锁等故障，对电力系统具有巨大的冲击，对电力系统保持电功率供需平衡和频率稳定提出了巨大挑战。通常HVDC将两个交流电力系统相联，其中一个交流电力系统为送端，另一个为受端。HVDC的故障将会同时对送端和受端的频率稳定造成冲击。

因此有必要综合考虑HVDC、送端和受端的特性提出电力系统频率支撑方法，以提高电力系统在遭遇故障时保持频率稳定的能力的手段和方法。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种考虑送受端支援的含HVDC互联电力系统频率支撑方法，充分利用送端和受端系统的调频备用容量和HVDC功率输送短时过载特性实现电力系统频率支撑。

本发明采用的技术方案是：

所述的含HVDC互联电力系统主要由送端交流电力子系统和受端交流电力子系统的两种交流电力子系统构成，送端交流电力子系统和受端交流电力子系统之间通过高压直流输电模块互相联接；所述的送端交流电力子系统相比受端交流电力子系统具有更高的出力功率，送端交流电力子系统通过高压直流输电模块向受端交流电力子系统持续输送电功率，高压直流输电模块具体是由四个相同的输电线子模块进行电功率输送；

本发明考虑两种故障：

第一种故障是送端或受端交流电力子系统中的火电发电机组的故障，造成火电发电机组所在的交流电力子系统的实时电功率供小于求，火电发电机组所在的交流电力子系统的频率下降。

第二种故障是高压直流输电模块的故障，导致送端交流电力子系统向受端交流电力子系统输送的电功率受阻，造成送端交流电力子系统的实时电功率供大于求，送端交流电力子系统的频率上升；并且同时受端交流电力子系统的实时电功率供小于求，送端交流电力子系统的频率下降。

在考虑故障的交流电力子系统数目不同，高压直流输电模块的输送电功率可能为额定输送电功率的75％，50％，25％和0％，如图2所示，在这些故障情况下，送端和受端交流电力子系统将分别遭受高压直流输电模块的额定输送电功率的25％、50％、75％和0％的电功率不平衡量。

所述的频率支撑方法分为3个部分：

(1)当高压直流输电模块发生故障时，仍能正常工作的高压直流输电模块子模块利用高压直流输电模块常规功率备用上调自身的输送电功率上限，利用高压直流输电模块的短时过载特性按照以下方式进一步提高输送电功率上限；

(2)当受端交流电力子系统的火电发电机组发生故障时：