CN107565574A - 一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法 - Google Patents

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王柯
卢宇
刘明顺
董云龙
林成
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Abstract

本发明公开了一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，稳控装置根据电网***需要，计算出柔性环网控制器需要提升或者回降的有功功率或无功功率的量，柔性环网控制器接收到稳控装置的控制指令后，在规定时间内完成功率提升或者回降，通过柔性环网控制器与稳控装置的协调配合，减少稳控***切机或者切负荷的量，提高***运行的稳定性；在保证运行点稳定及柔性环网控制器不过载情况下，柔性环网控制器剩余无功分量参与电压调节，最大限度地发挥柔性直流维持***暂态的稳定作用，与现有直流闭锁故障后的稳控措施相比，本发明可以减少故障后稳控措施量，提高***运行的经济性。

Description

一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法。
背景技术
随着经济的高速增长，对用电的需求也越来越高，而我国的能源分布与用电分布不均，能源密集的地方往往用电需求小，而相反负荷密集的地区能源极其匮乏，因此长距离、高电压等级的直流输电***在这种背景下得到了快速的发展，为缓解能源分布不均的问题提供了解决方案。
随着电力电子器件和控制技术的发展，采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、IGCT(集成门极换流晶闸管)等新型可关断电力电子器件构成电压源型换流器(Voltage SourceConverter，VSC)进行直流输电成为可能，为柔***流输电技术的发展提供了坚实的技术支持。基于VSC的换流站可以在整流与逆变之间切换，相对于常规直流，其具有能向无源***供电、具备动态无功支撑能力、无需交流滤波装置等诸多技术优势，为电网提供了一种更为灵活、快捷的输电方式，同时，也为区域电网的扩容和改造提供了新的思路。在负荷密集的地区，随着网架结构的不断增强和大量电源的不断馈入，短路电流超标问题又成为困扰这些负荷密集经济发达地区的又一难题，为了解决这个问题，将原有网架结构坚强电网通过柔性直流输电***(简称柔直)实现隔离，限制电网的短路电流，但柔直的隔离将会使得电网的整体规模减少，同时部分区域将可能只有柔性直流输电***的功率馈入，这使得发生直流闭锁故障后电网的频率波动。对于原有的大规模电网，直流闭锁故障对引起电网频率的变化较少，无对应的稳控措施。
而不同区域的电网通过柔性直流输电***异步连接后，直流闭锁故障可能引起电网第三道防线动作。因此面对这一新的问题，需要根据电网的实际情况，采取稳控装置切机组或者切负荷措施稳定电网的频率。若能有效的利用柔性功率调节手段，则可以大大的降低稳控装置切机或者切负荷的措施量，有利于故障后***运行的经济性。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，解决电网发生直流闭锁故障后稳控切机或者切负荷措施量较高的问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征在于：包括步骤：
1)电网***中的稳控装置接收柔性环网控制器的实时输出有功功率值P1及环网控制器的过载能力P2，计算柔性环网控制器能够快速调节功率Pt的大小Pt＝P2-P1；
2)稳控装置接收柔性环网控制器的解闭锁信号，若闭锁，则稳控装置认为柔性环网控制器能够快速调节功率Pt＝0；若解锁，则Pt为步骤1)实际计算值；
3)稳控装置结合电网广域数据计算交流***的稳控措施修正量Pw；
4)稳控装置根据步骤1)计算出的柔性环网控制器能够快速调节的功率Pt，以及步骤3)稳控装置计算得到的稳控措施修正量Pw，发出功率调节指令Pr给柔性环网控制器；
5)柔性环网控制器接收到稳控装置的功率调节指令后，按照速率k在规定时间内执行并完成功率调节；
6)稳控装置根据步骤3)计算得出的稳控措施修正量Pw，及步骤4)中稳控装置发送给柔性环网控制器功率调节指令Pr，得到切机切负荷的稳控措施量Pcut＝Pw-Pr，执行切负荷动作。
前述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤4)中功率调节指令Pr满足：0≤Pr≤Pt；。
前述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤5)中速率k满足：PNMW/S≤k≤100PNMW/S，PN为额定功率；。
前述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤5)中规定时间由稳控装置根据电网***稳定需求通过现有方法计算得出或由调度或者运行人员在柔性环网控制器中指定；
前述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法用于含有柔性环网控制器的电网结构。
前述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述含有柔性环网控制器的电网结构包括交流等值***一、交流等值***二、交流等值***三、柔性环网控制器；所述交流等值***一通过柔性环网控制器及线路与交流等值***三连接；交流等值***二通过线路与交流等值***三直接连接。
本发明所达到的有益效果：稳控装置根据电网***需要，计算出柔性环网控制器需要提升或者回降的有功功率或无功功率的量，柔性环网控制器接收到稳控装置的控制指令后，在规定时间内完成功率提升或者回降，通过柔性环网控制器与稳控装置的协调配合，减少稳控***切机或者切负荷的量，提高***运行的稳定性；在保证运行点稳定及柔性环网控制器不过载情况下，柔性环网控制器剩余无功分量参与电压调节，最大限度地发挥柔性直流维持***暂态的稳定作用，解决电网发生直流闭锁故障后稳控切机或者切负荷措施量较高的问题，与现有直流闭锁故障后的稳控措施相比，本发明可以减少故障后稳控措施量，提高***运行的经济性。
附图说明
图1是含有柔性环网控制器的电网结构图；
图2是柔性环网控制器与稳控***的协调配合方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，含有柔性环网控制器的电网结构包括交流等值***一、交流等值***二、交流等值***三、柔性环网控制器(由背靠背柔性换流器组成)；所述交流等值***一通过柔性环网控制器及线路与交流等值***三连接；交流等值***二通过线路与交流等值***三直接连接。
当交流***发生故障需要稳控装置作用时，如图2所示，一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，步骤如下：
1)电网***中的稳控装置接收柔性环网控制器的实时输出有功功率值P1及环网控制器的过载能力P2，计算柔性环网控制器能够快速调节功率Pt的大小Pt＝P2-P1；
2)稳控装置接收柔性环网控制器的解闭锁信号，若闭锁，则稳控装置认为柔性环网控制器能够快速调节功率Pt＝0；若解锁，则Pt为步骤1)实际计算值；
3)稳控装置结合电网广域数据利用现有技术计算交流***的稳控措施修正量Pw；
4)稳控装置根据步骤1)计算出的柔性环网控制器能够快速调节的功率Pt，以及步骤3)稳控装置计算得到的稳控措施修正量Pw，发出功率调节指令Pr给柔性环网控制器，由柔性环网控制器执行，其中0≤Pr≤Pt；
5)柔性环网控制器接收到稳控装置的功率调节指令后，按照速率k在规定时间内执行并完成功率调节，其中PNMW/S≤k≤100PNMW/S，PN为额定功率；
6)稳控装置根据步骤3)计算得出的稳控措施修正量Pw，及步骤4)中稳控装置发送给柔性环网控制器功率调节指令Pr，得到切机切负荷的稳控措施量Pcut＝Pw-Pr，并执行切负荷动作。
上述步骤5)中所述规定时间可以由稳控装置根据电网***稳定需求通过现有方法计算得出，也可以由调度或者运行人员在柔性环网控制器中指定；
实施例：
1)设柔性环网控制器的额定功率为PN＝450MW，稳控装置接收的柔性环网控制器的实时输出功率值为P1＝100MW，过载能力为P2＝500MW；稳控装置计算出柔性环网控制器可快速提升的功率Pt＝400MW；
2)稳控装置收到柔性环网控制器的解锁指令，确认柔性环网控制器可快速提升的功率Pt＝400MW；
3)稳控装置结合电网广域数据计算交流***的稳控措施修正量Pw＝300MW；
4)稳控装置根据步骤1)计算出的柔性环网控制器能够快速调节的功率Pt＝400MW，以及步骤3)稳控装置计算得到的稳控措施修正量Pw＝300MW，发出功率调节指令Pr＝300MW给柔性环网控制器；
5)柔性环网控制器接收到稳控装置的功率调节指令后，按照速率3000MW/S在100ms内执行并完成功率调节；
6)稳控装置根据步骤3)计算得出的稳控措施修正量Pw＝300MW，及步骤4)中稳控装置发送给柔性环网控制器功率调节指令Pr＝300MW，得到切机切负荷的稳控措施量Pcut＝0MW，即不需要切机切负荷。
当高压交流线路发生故障并跳开时，针对加装有柔性环网控制器的电磁环网潮流转移导致的过载及暂稳问题，利用柔性环网控制器的有功控制能力，使柔性环网控制器控制部分电网交流线路的功率，从而降低电网二道防线稳控措施执行过程产生的切机或者切负荷总量。
与现有直流闭锁故障后的稳控措施相比，该方法可以减少故障后稳控措施量，提高***运行的经济性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征在于：包括步骤：
1)电网***中的稳控装置接收柔性环网控制器的实时输出有功功率值P1及环网控制器的过载能力P2，计算柔性环网控制器能够快速调节功率Pt的大小Pt＝P2-P1；
2)稳控装置接收柔性环网控制器的解闭锁信号，若闭锁，则稳控装置认为柔性环网控制器能够快速调节功率Pt＝0；若解锁，则Pt为步骤1)实际计算值；
3)稳控装置结合电网广域数据计算交流***的稳控措施修正量Pw；
4)稳控装置根据步骤1)计算出的柔性环网控制器能够快速调节的功率Pt，以及步骤3)稳控装置计算得到的稳控措施修正量Pw，发出功率调节指令Pr给柔性环网控制器；
5)柔性环网控制器接收到稳控装置的功率调节指令后，按照速率k在规定时间内执行并完成功率调节；
6)稳控装置根据步骤3)计算得出的稳控措施修正量Pw，及步骤4)中稳控装置发送给柔性环网控制器功率调节指令Pr，得到切机切负荷的稳控措施量Pcut＝Pw-Pr，执行切负荷动作。
2.根据权利要求1所述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤4)中功率调节指令Pr满足：0≤Pr≤Pt。
3.根据权利要求1所述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤5)中速率k满足：PNMW/S≤k≤100PNMW/S，PN为额定功率。
4.根据权利要求1所述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述步骤5)中规定时间由稳控装置根据电网***稳定需求通过现有方法计算得出或由调度或者运行人员在柔性环网控制器中指定。
5.根据权利要求1所述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法用于含有柔性环网控制器的电网结构。
6.根据权利要求5所述的一种柔性环网控制器与稳控装置的协调配合方法，其特征是：所述含有柔性环网控制器的电网结构包括交流等值***一、交流等值***二、交流等值***三、柔性环网控制器；所述交流等值***一通过柔性环网控制器及线路与交流等值***三连接；交流等值***二通过线路与交流等值***三直接连接。
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