特高压交直流大受端电网频率稳定与紧急控制策略研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:BELINDA_FEN
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随着特高压大容量跨区输电通道的加速建设和全球能源互联网构想的提出,电力系统中特高压交直流混联格局应运而生,并逐步展现出强直弱交这一发展过渡阶段的新特征。传统的控制技术手段已经难以满足特高压交直流大受端电网的安全稳定运行要求,而充分利用直流系统支援能力,结合抽蓄机组和可中断负荷控制资源以改善直流闭锁故障后的受端电网稳定性被越来越多的研究证实为一种可行有效的方法。针对特高压交直流大受端电网稳定问题,本文以江苏电网为例,开展了应用多种可控措施的紧急协调控制策略研究,主要工作内容如下:首先,介绍了江苏典型特高压交直流混联电网的受电结构,概述了其强直弱交特性的具体内涵,并在PSD-BPA仿真软件中建立了江苏电网交直流系统模型,对不同直流闭锁故障后受端电网频率与断面功率响应情况进行分析。其次,针对直流闭锁故障后特高压交直流受端电网较为严峻的频率稳定问题,提出了一种基于紧急直流功率支援、抽蓄切泵控制和精准切负荷措施控制性能指标的频率紧急协调控制在线决策方法。分析不同措施对频率稳定控制的可实施性,确定合适的直流支援提升量、直流支援持续时间、抽蓄切泵策略和精准负荷控制手段。综合考虑了三种控制措施的频率控制裕度、控制代价以及控制响应时间,提出了频率控制性能量化指标,并采用基于参与因子的启发式算法制定频率紧急协调控制策略。实验仿真结果验证了该决策方法可有效地改善受端电网频率稳定性,在多时间尺度与地域空间上统筹各类可控资源,并减小控制代价。最后,在频率紧急协调控制决策的基础上,考虑断面越限问题,提出了一种多稳定约束的协调控制在线决策方法。基于断面越限校正控制的必要性分析,根据实施频率紧急协调控制策略后的电网数据,引入断面安全裕度的概念,计算紧急直流功率支援、抽蓄切泵控制和精准切负荷措施的断面功率控制性能指标,制定断面校正控制策略。进一步提升决策的约束全面性与精细化水平,设计了综合考虑频率稳定与断面安全的协调控制决策方法,合并筛选可控措施并按控制代价排序,通过聚合协调、迭代递归的方式逐次逼近最优策略,实现控制策略的快速搜索和实时修正。仿真算例表明该决策方法在保持受端电网频率稳定的同时还避免了断面越限问题,并兼顾了控制策略的经济性。
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