一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法与流程

1.本发明涉及电力技术领域，尤其是一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法。

背景技术：

2.近年来，单回直流的规模达到 8000～12000mw，而交流通道的输电容量受输电走廊及变电站占地制约并未得到较大提升，为了保障电网的可靠性，各区域电网仍维持交流互联模式，从而形成了跨区交流互联的长链式结构，该结构的主要问题在于，当交直流通道功率过大，大容量直流发生单极或双极闭锁故障时，盈余功率转移到长链式交流通道上，导致送端机组与受端机组功角差增大，引发同步电网内功角失稳，同时，大规模功率转移导致交流通道电压大幅振荡，容易引起区域电网失步解列，因此运行人员在做方式安排时，需合理控制交流与直流通道的功率避免出现上述问题。
3.由于复杂大电网的运行方式安排复杂，以往的开展交直流断面功率时往往依靠经验进行安排，为保障电网安全运行，通常根据经验预留较大裕度，因此无法实现交直流断面送电功率最大化。

技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，以解决现有技术中无法实现交直流跨区并联电网的交直流断面送电功率最大化的技术问题。
5.本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：
6.一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，包括：
7.s1：安排直流通道送电总功率，根据直流通道中单回直流的最大送电容量与交流通道中所有线路的线路热稳定值之和得到交流通道功率；
8.s2：进行潮流计算得到发电机的最大功角差以及交流通道中各线路功率，当系统不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复执行本步骤直至满足所述预设的静态稳定条件，执行s3；
9.s3：计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率；
10.s4：重复执行s3直至系统满足暂态稳定标准，得到在所述直流通道送电总功率下的交流通道的最大传输功率。
11.可选地，利用下式计算交流通道功率：
12.p＝pac-0.5
×
p1；
13.其中，p为交流通道功率，pac为交流通道中所有线路的线路热稳定值之和，p1为直流通道中单回直流的最大送电容量。
14.可选地，所述预设的静态稳定条件为：
15.发电机的最大功角差大于90度，且交流通道中存在至少一条过载线路，所述过载
线路为线路功率大于线路热稳定值的线路。
16.可选地，根据第一调减量调减送端发电机功率之前还包括：
17.计算所述第一调减量。
18.可选地，根据第一调增量调增受端发电机功率之前还包括：
19.计算所述第一调增量。
20.可选地，计算所述第一调减量的公式为：
21.δps＝max{p
s-r
/200
×
(最大功角差-90)，σ(p
overload-pn)}；
22.其中，δps为第一调减量，p
s-r
为送端电源出力与受端电源出力之差， p
overload
为过载线路的功率，pn为过载线路的热稳定值。
23.可选地，计算所述第一调增量的公式为：
24.δpr＝δps×
95％；
25.其中，δps为第一调减量，δpr为第一调增量。
26.可选地，所述第二调减量为：
27.送端电源的最大单机容量。
28.可选地，所述第二调增量为：
29.送端电源的最大单机容量。
30.可选地，所述预设故障为：
31.单极闭锁故障。
32.本发明提供了一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，包括：s1：安排直流通道送电总功率，根据直流通道中单回直流的最大送电容量与交流通道中所有线路的线路热稳定值之和得到交流通道功率；s2：进行潮流计算得到发电机的最大功角差以及交流通道中各线路功率，当系统不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复执行本步骤直至满足所述预设的静态稳定条件，执行s3；s3：计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率；s4：重复执行s3直至系统满足暂态稳定标准，得到在所述直流通道送电总功率下的交流通道的最大传输功率。
33.基于上述技术方案，本发明带来的有益效果是：
34.本发明首先安排直流通道送电总功率，得到交流通道功率，当不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，直至满足预设的静态稳定条件，不断减少送端机组与受端机组之间的功角差，保证同步电网内功角的稳定；计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率，重复执行直至系统满足暂态稳定标准，能合理控制交流与直流通道的功率，能够合理确定不同直流通道功率下，交流通道的最大传输功率，提高方式安排的工作效率，实现交直流断面送电功率最大化。
附图说明
35.图1为本发明方法的流程示意图；
36.图2为本发明实施例的方法流程示意图；
37.图3为本发明方法中交直流跨区并联电网结构示意图。
具体实施方式
38.本发明实施例提供了一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，以解决现有技术中无法实现交直流跨区并联电网的交直流断面送电功率最大化的技术问题。
39.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.请参阅图1，本发明提供了一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法的实施例，包括：
42.s100：安排直流通道送电总功率，根据直流通道中单回直流的最大送电容量与交流通道中所有线路的线路热稳定值之和得到交流通道功率；
43.s200：进行潮流计算得到发电机的最大功角差以及交流通道中各线路功率，当系统不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复执行本步骤直至满足所述预设的静态稳定条件，执行s300；
44.s300：计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率；
45.s400：重复执行s300直至系统满足暂态稳定标准，得到在所述直流通道送电总功率下的交流通道的最大传输功率。
46.在步骤s100中，利用下式计算交流通道功率：
47.p＝p
ac-0.5
×
p1；
48.其中，p为交流通道功率，p
ac
为交流通道中所有线路的线路热稳定值之和，p1为直流通道中单回直流的最大送电容量。
49.本实施例中，每条线路都有固定的热稳定值，与线路线型相关，是固定的。例如，交流通道有三条线，热稳定值分别为a，b，c，那么，交流通道中所有线路的线路热稳定值之和p
ac
＝a+b+c。
50.需要说明的是，步骤s100中安排的直流通道送电总功率，是步骤s200 和步骤s300中仿真计算的条件，它影响交流通道送电极限。
51.本实施例中，根据第一调减量调减送端发电机功率之前还包括：计算第一调减量；根据第一调增量调增受端发电机功率之前还包括：计算所述第一调增量。
52.步骤s200中，当发电机的最大功角差大于90度，或交流通道中存在至少一条线路功率大于线路热稳定值的过载线路时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复执行本步骤直至满足预设的静态稳定条件。
53.本实施例中，预设的静态稳定条件为：
54.发电机的最大功角差大于90度，且交流通道中存在至少一条过载线路，过载线路为线路功率大于线路热稳定值的线路。
55.本实施例中，计算第一调减量的公式为：
56.δps＝max{p
s-r
/200
×
(最大功角差-90)，σ(p
overload-pn)}；
57.其中，δps为第一调减量，p
s-r
为送端电源出力与受端电源出力之差， p
overload
为过载线路的功率，pn为过载线路的热稳定值。
58.计算第一调增量的公式为：
59.δpr＝δps×
95％；
60.其中，δps为第一调减量，δpr为第一调增量。
61.在步骤s300中，计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，优选的实施方式，预设故障为：单极闭锁故障。在计算系统稳定性时，计算内容主要是模拟送电容量最大的直流发生单极闭锁故障，然后观测：全网发电机的最大功角差、最大功角差曲线并得到衰减阻尼、交流通道各变电站电压等。
62.本实施例中，判断系统是否处于暂态稳定的暂态稳定标准为：发电机的最大功角差未超过180度，且最大功角差振荡衰减阻尼比3％以上，且交流通道各变电站电压低于0.75p.u.的时间小于1秒。
63.需要说明的是，暂态稳定标准是依据是gb 38755-2019《电力系统安全稳定导则》，以及《区域电网的安全稳定导则》确定的。发电机的最大功角差中， 90度是电力系统静态稳定极限，180度是防止发电机组间失步振荡的极限。
64.需要说明的是，一般单极闭锁是安全稳定导则要求的，即无措施情况下必须满足暂态稳定标准，双极闭锁可以采取措施后满足暂态稳定标准，而方式安排一般以单极闭锁作为考核要求。
65.本实施例中，第二调减量为送端电源的最大单机容量；第二调增量为送端电源的最大单机容量，此时，送端和受端发电机功率的调节量均为送端电源的最大单机容量。
66.本发明首先安排直流通道送电总功率，得到交流通道功率，当不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，直至满足预设的静态稳定条件，不断减少送端机组与受端机组之间的功角差，保证同步电网内功角的稳定；计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率，重复执行直至系统满足暂态稳定标准，能合理控制交流与直流通道的功率，能够合理确定不同直流通道功率下，交流通道的最大传输功率，提高方式安排的工作效率，实现交直流断面送电功率最大化。
67.请参阅图2，本发明提供的一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法的另一实施例例详细说明如下：
68.步骤1：统计直流通道中单回直流的最大送电容量p1，交流通道所有线路的线路热稳定值之和p
ac
，安排直流通道送电功率p
dc1
，交流通道功率为 p
ac-0.5*p1。
69.步骤2：通过潮流计算全网发电机的最大功角差以及交流通道各线路功率。
70.步骤3：若全网最大功角差大于90度，或者交流通道存在线路功率大于线路热稳定
值，则调减送端发电机功率，调增受端发电机功率，送端发电机功率调整量计算公式如(1)所示，受端电源调增量计算公式如(2)所示，重复步骤2和步骤3，直到全网最大功角差小于90度，且交流通道所有线路功率均小于热稳定值。
71.δps＝max{p
s-r
/200
×
(最大功角差-90)，σ(p
overload-pn)}(1)
72.δpr＝δps×
95％(2)
73.其中p
s-r
为送端电源出力与受端电源出力之差，p
overload
为过载线路的功率， pn为过载线路的热稳定值。
74.步骤4：计算送电容量最大的直流发生单极闭锁故障后的系统稳定性。若系统不满足暂态稳定标准，则调减送端发电机功率，调增受端发电机功率，送端和受端发电机功率的调节量为送端电源最大单机容量，重复第4步，直到单极闭锁故障后的系统稳定为止。
75.其中，判断暂态稳定的标准为：发电机的最大功角差未超过180度，且最大功角差振荡衰减阻尼比3％以上，交流通道各变电站电压低于0.75p.u.的时间小于1秒。
76.本发明提供的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，能够合理确定不同直流通道功率下，交流通道的最大传输功率，提高方式安排人员的工作效率，实现交直流断面送电功率最大化。
77.下面以一个具体的实例来描述本发明的作用，该实例的交直流跨区并联电网如图3所示。
78.步骤1：统计直流通道中单回直流的最大送电容量为12000mw，交流通道所有线路的线路热稳定值之和为15000mw。
79.步骤2：安排直流通道送电总功率25000mw，初始安排交流通道功率为 15000-12000/2＝9000mw。通过潮流计算，全网最大功角差为97
°
，交流通道中有2回交流线路超过其热稳定值。
80.步骤3：由于送端电源出力与受端电源出力之差为28571mw，2回线路过载量之和σ(poverload-pn)为600mw，根据公式(1)计算调减送端电网发电机功率1000mw，根据公式(2)计算调增受端电网发电机功率950mw，通过潮流计算，全网最大功角差为89
°
，交流通道中所有交流线路均不超过热稳定值，此时交流通道送电功率降至8000mw。
81.步骤4：计算送电容量最大的直流(即送电容量12000mw的直流)模拟单极闭锁故障，分析系统暂态稳定性，计算结果表明，发电机的最大功角差为156
°
，最大功角差振荡衰减阻尼比为5％，但交流通道a和b点电压低于 0.75秒的时间超过了1秒。因此继续调减送端电网发电机功率700mw，调增受端电网发电机功率700mw，重新进行潮流计算，全网最大功角差为86
°
，交流通道中所有交流线路均不超过热稳定值，然后对送电容量12000mw的直流模拟单极闭锁故障暂态稳定仿真，仿真结果表明，系统已满足暂态稳定标准，调减功率后的交流通道功率为7300mw。由此可以得到直流通道安排送电总功率25000mw时，交流通道需控制在7300mw以下。
82.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
83.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以
结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或电连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或电连接，可以是电性，机械或其它的形式。
84.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
85.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
86.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
87.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，包括：s1：安排直流通道送电总功率，根据直流通道中单回直流的最大送电容量与交流通道中所有线路的线路热稳定值之和得到交流通道功率；s2：进行潮流计算得到发电机的最大功角差以及交流通道中各线路功率，当系统不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复执行本步骤直至满足所述预设的静态稳定条件，执行s3；s3：计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率；s4：重复执行s3直至系统满足暂态稳定标准，得到在所述直流通道送电总功率下的交流通道的最大传输功率。2.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，利用下式计算交流通道功率：p＝pac-0.5
×
p1；其中，p为交流通道功率，pac为交流通道中所有线路的线路热稳定值之和，p1为直流通道中单回直流的最大送电容量。3.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，所述预设的静态稳定条件为：发电机的最大功角差大于90度，且交流通道中存在至少一条过载线路，所述过载线路为线路功率大于线路热稳定值的线路。4.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，根据第一调减量调减送端发电机功率之前还包括：计算所述第一调减量。5.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，根据第一调增量调增受端发电机功率之前还包括：计算所述第一调增量。6.根据权利要求4所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，计算所述第一调减量的公式为：δp
s
＝max{p
s-r
/200
×
(最大功角差-90)，σ(p
overload-p
n
)}；其中，δp
s
为第一调减量，p
s-r
为送端电源出力与受端电源出力之差，p
overload
为过载线路的功率，p
n
为过载线路的热稳定值。7.根据权利要求5所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，计算所述第一调增量的公式为：δp
r
＝δp
s
×
95％；其中，δp
s
为第一调减量，δp
r
为第一调增量。8.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，所述第二调减量为：送端电源的最大单机容量。9.根据权利要求1所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，所述第二调增量为：
送端电源的最大单机容量。10.根据权利要求1-9所述的交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，其特征在于，所述预设故障为：单极闭锁故障。

技术总结

本发明公开了一种交直流跨区并联电网的交直流通道功率分配方法，包括：S1：安排直流通道送电总功率，获取交流通道功率；S2：进行潮流计算得到发电机的最大功角差及交流通道中各线路功率，当不满足预设的静态稳定条件时，根据第一调减量调减送端发电机功率，根据第一调增量调增受端发电机功率，重复本步骤直至满足预设的静态稳定条件；S3：计算送电容量最大的直流发生预设故障后的系统稳定性，当系统不满足暂态稳定标准时，根据第二调减量调减送端发电机功率，根据第二调增量调增受端发电机功率；S4：重复执行S3直至系统满足暂态稳定标准。本发明能确定不同直流通道功率下交流通道的最大传输功率，实现交直流断面送电功率最大化。化。化。