[发明专利]柔直送出系统安全裕度计算方法、控制方法及相关装置

说明书

本发明公开了一种柔直送出系统安全裕度计算方法、控制方法及相关装置，本发明获取预想故障下柔直送出系统的直流电压受扰轨迹，计算直流电压受扰轨迹与柔直送出系统临界安全的距离，根据距离获取柔直送出系统安全裕度，为柔直送出系统的安全稳定控制策略的自动化搜索提供了量化指标。

技术领域

本发明涉及一种柔直送出系统安全裕度计算方法、控制方法及相关装置，属于电力系统稳定分析与控制领域。

背景技术

随着高比例新能源接入电网，柔性直流输电技术为新能源集群送出提供了新的解决方案。新能源孤岛经柔性直流输电送出时，可实现多电源供电及多落点受电，在大规模远距离新能源送出方面具有常规直流输电无法比拟的优势。一方面，相较于交流并网系统来说，孤岛汇集柔直送出系统(简称“柔直送出系统”)引入了更多的电力电子器件，其“快动态”特性更加突出，一旦发生扰动，其电流、电压可以在几毫秒或数十毫秒内发生大幅变化，由于直流电网故障后电压、电流发展速度远快于通过交流安控装置切除新能源机组的时间，新能源功率持续涌入直流电网，将进一步恶化故障发展程度，使得系统特性更加复杂；另一方面，除了考虑新能源的耐受能力外，柔直作为唯一的传输路径，其安全性更需得到保障。

由于柔直送出系统内电力电子设备繁多，特性不一，给该类电网的控制带来了较大的困难，为了使控制策略与柔直送出系统进行匹配，需要先获取柔直送出系统的安全裕度，但是目前还没有相应的方法。

发明内容

本发明提供了一种柔直送出系统安全裕度计算方法、控制方法及相关装置，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

柔直送出系统安全裕度计算方法，包括：

获取预想故障下柔直送出系统的直流电压受扰轨迹；

计算的直流电压受扰轨迹与柔直送出系统临界安全的距离；

对距离进行标幺化处理，获得柔直送出系统安全裕度。

柔直送出系统临界安全为柔直送出系统能够承受的最大直流电压；

计算的直流电压受扰轨迹与柔直送出系统临界安全的距离，公式为：

若预想故障穿越成功，柔直送出系统不闭锁：

ΔU_{d_s}＝U_dm-U_{d_ma}

式中，U_dm为柔直送出系统能够承受的最大直流电压，U_{d_ma}为预想故障穿越成功时，柔直送出系统实际直流电压受扰轨迹的最大值，ΔU_{d_s}为预想故障穿越成功时，柔直送出系统实际直流电压受扰轨迹与U_dm的距离；

若预想故障穿越不成功，柔直送出系统闭锁：

ΔU_{d_f}＝U_dm-U_{d_f}

式中，为预想故障穿越不成功时，柔直送出系统潜在直流电压受扰轨迹的最大值，τ为柔直送出系统的等效时间常数，T_d为柔直送出系统实际直流电压受扰轨迹达到U_dm的时刻，U_d0为柔直送出系统稳态时的直流电压，ΔU_{d_f}为预想故障穿越不成功时，柔直送出系统潜在直流电压受扰轨迹与U_dm的距离。

对距离进行标幺化处理，公式为：

若预想故障穿越成功：