[发明专利]一种送端电网直流承载能力评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种送端电网直流承载能力评估方法及系统，方法包括建立频率变化率模型、极值时间模型和频率变化率等效模型；根据极值时间模型和频率变化率等效模型得到爬坡系数模型；对爬坡系数模型进行变换，得到频率极值模型，进而得到送端电网在无紧急功率支援场景下的承载功率；根据承载功率对送端电网的直流承载能力进行评估。建立紧急功率支援量模型和最大承载功率模型；根据最大承载功率模型计算得到最大承载功率，进而对送端电网的最大直流承载能力进行评估。系统包括数据接收模块、模型管理模块、功率计算模块和数据输出模块。本发明可保证送端电网在密集型大容量直流馈出场景下安全稳定运行，有利于送端电网直流馈出能力进一步提升。

技术领域

本发明涉及送端电网直流承载能力评估技术领域，具体涉及一种送端电网直流承载能力评估方法及系统。

背景技术

近年来，随着我国电力行业对可再生能源的开发加快，由西部地区风、光、水等清洁能源基地向中东部负荷中心超远距离输送电力的需求逐步增加，更多大容量特高压直流输电工程被规划和建设。在大容量特高压直流密集馈入/馈出场景下，送/受端电网可基于直流输电能力实现大范围资源优化配置，并基于多回直流异步互联缓解部分电网由“强直弱交”输电特征所造成大电网间的功角稳定问题。

然而，随着大功率电力电子设备额定容量上升，及跨区送电需求增加，特高压直流单回容量大幅提升。当该大容量直流出现双极闭锁故障时，送端电网可在短时内出现巨量有功盈余，导致网内频率急剧升高，甚至触发第三道防线“高频切机”动作。可见，密集型大容量直流馈出场景下送端电网在面临严重的高频稳定问题挑战的同时，也将制约送端电网直流馈出能力进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：密集型大容量直流馈出影响送端电网的高频稳定性，目的在于提供一种送端电网直流承载能力评估方法及系统，解决送端电网在密集型大容量直流馈出场景下安全稳定运行的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种送端电网直流承载能力评估方法，包括以下步骤：

步骤1：分析直流双极闭锁条件下送端电网频率随时间的变化规律，得到送端电网的频率变化率；

步骤2：分析送端电网频率从频率初始值上升到频率极值所需的时间，得到送端电网的频率极值时间；

步骤3：对所述频率变化率进行预处理和平衡量补偿，得到频率变化率等效；

步骤4：将所述等效频率变化率和所述频率极值时间结合，得到爬坡系数；

步骤5：对所述爬坡系数进行处理得到送端电网的频率极值；

步骤6：根据所述频率极值对送端电网直流承载能力进行评估。

本发明一种送端电网直流承载能力评估方法，关键在于：基于系统摇摆方程，建立了系统惯量、同步机调频能力、负荷阻尼特性等因素对送端电网直流双极闭锁故障后系统暂态频率极值的影响；基于送端电网频率稳定约束，构建了无紧急功率支援场景下送端电网的单回直流承载能力评估方法；能够实现在密集型大容量直流馈出场景下对送端电网的直流承载能力进行量化评估，从而保证送端电网的安全稳定运行。

作为对本发明的进一步描述，当不存在直流紧急功率支援时，所述步骤6所述对送端电网直流承载能力进行评估的方法为：

利用所述频率极值构造送端电网的直流承载量评估模型；

利用所述直流承载量评估模型得到送端电网在无紧急功率支援场景下的承载功率；

根据所述承载功率对送端电网在无紧急功率支援场景下的直流承载能力进行评估。

作为对本发明的进一步描述，在无紧急功率支援场景下送端电网直流承载能力评估方法的基础上，进一步建立送端电网在紧急功率支援条件下的最大直流承载能力评估方法，通过以下方法实现：