基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，包括如下步骤：计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平；计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平；对线路故障进行排序；组合最恶劣的连锁故障集；计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平；判断是否发生电压失稳。本发明专利技术提供通过对现行和规划的交直流混联电网可能存在的暂态电压失稳事故进行特征分析，可以依据交流故障对直流系统稳定运行的危害程度实现有效的故障筛选和排序，结合故障后潮流转移情况实现了连锁故障集的合理构建，可对故障后直流系统受端电网电压失稳风险进行快速评估。

Voltage stability identification method of DC receiver AC system based on WAMS dynamic tracking

The invention discloses a DC WAMS dynamic tracking based on the AC system voltage stability assessment method is characterized by comprising the following steps: AC system normal operation mode calculation of AC system under the receiving system voltage stability level; line fault disconnect the AC system in case of receiving end system voltage stability level calculation to sort; line fault; fault chain combination of the worst set; calculation of cascading failure under the AC system voltage stability level; to determine whether the occurrence of voltage instability. The present invention provides DC on the current planning and mixed grid may exist combined transient voltage instability accident analysis, can be based on the AC fault damage on the stable operation of DC system fault screening and ranking effectively, combining with the fault after the flow transfer situation to achieve a reasonable construction of the chain fault sets, fault after the DC system of power grid by the end of the voltage instability risk of rapid assessment.

【技术实现步骤摘要】
基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法
本专利技术涉及一种基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，属于电力系统安全稳定分析

技术介绍
我国电网目前已形成特高压交直流互联电网，通过直流系统与多个大型交流电网相联。依据趋势，未来10-20年我国还将建设数十座特高压直流工程，逐步形成特高压交直流混联电网，通过特高压直流、交流系统向负荷中心供电。常规的高压直流输电系统需要受端交流系统提供足够的换相电压，且发生换相失败后还将从交流系统吸收大量无功，多直流馈入后受端电网将面临严重的由动态电压无功储备问题引发的安全稳定问题。随着调度控制技术支持系统快速发展，尤其是广域向量测量系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)集成及向量测量单元(PhaseMeasureUnit,PMU)的逐渐优化布置，为高压直流受端交流系统的安全稳定分析提供了有效的综合技术手段。短路比是研究直流系统逆变站交流系统强度的有效指标，基于短路比的电压稳定分析广泛地应用在学术界和工程界中，为电网规划和运行提供了参考依据。但目前的短路比、有效短路比、多馈入短路比等指标多用于电网网架强度评估，尚未充分挖掘其适用范围和场景。
技术实现思路
对于交直流混联馈入受端电网，更为严重的安全稳定问题是可能发生的交直流系统连锁故障，即交流系统故障后可能引起直流系统持续换相失败，进而导致直流闭锁更大功率转移至交流通道，引发连锁性电网崩溃事故。针对此问题目前的研究手段仍显单一，工程上主要采用时域仿真方法，通过对各种交直流系统故障组合的暂态稳定仿真来评估其是否会引发直流系统持续换相失败，进而引起更为严重的连锁故障；但此方法面临着工作量大、难以穷举故障隐患等问题。此外，国内外在连锁故障的形成机理和演化过程等方面开展了部分研究，提出了故障后潮流转移评估、基于电网小世界特性等分析方法，推进了连锁故障集构建技术的发展；但目前的研究方法多侧重于理论分析或运行经验总结，如何结合电网实际情况提出连锁故障集构建的有效实用化方法尚需进一步研究。因此，结合我国电网的发展趋势，亟待解决交直流混联受端电网连锁故障集的合理生成和连锁故障下直流系统是否持续换相失败的快速判断等技术问题。为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，通过对现行和规划的交直流混联电网可能存在的暂态电压失稳事故进行特征分析，提出了动态受端系统电压稳定性的计算方法和评估流程，可以依据交流故障对直流系统稳定运行的危害程度实现有效的故障筛选和排序，结合故障后潮流转移情况实现了连锁故障集的合理构建，可对故障后受端电网电压失稳风险进行快速评估。本专利技术采用如下技术方案：基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，包括如下步骤：计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平；计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平；对线路故障进行排序；组合最恶劣的连锁故障集；计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平；判断是否发生电压失稳。作为一种较佳的实施例，所述计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平包括：电压稳定水平表示为其中，i＝1,2,3,...,n,..N；i∈N为受端电网交流母线平均电压标幺值；VFmin,N为计算线路故障N断开情况下交流系统暂态过程中的最低电压值，PECPH为交流受电比，取值在0-1之间；计算交流系统正常运行方式下，提取D5000/WAMS系统的，计算该方式下提取异常波动波形特征量，包括网络节点位置及幅值，将波动数据注入到PSASP7.1计算程序之中，计算交流系统正常方式下的正常方式下λ1·VFmin取1。作为一种较佳的实施例，所述计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平包括：所述线路故障包括线路三永短路跳单回故障N1、同杆并架线路三永跳双回故障N2、线路三相短路单相开关拒动后备保护动作同跳另一回线路故障N3和无短路冲击故障N4；按照电网正常运行方式下交流系统的有效短路比ESCR和多馈入短路比MSCRi的计算方式计算线路故障断开情况下交流系统的有效短路比ESCRk和多馈入短路比MSCRik，其中k＝1,2,3,4。作为一种较佳的实施例，所述对线路故障进行排序包括：按照计算出的电压稳定水平的大小对线路故障进行排序。作为一种较佳的实施例，所述对线路故障进行排序还包括：按照计算出的电压稳定水平的大小对线路故障进行排序；交流系统正常运行方式下，交流系统的电压稳定水平分别表示为：计算交流系统正常方式下的正常方式下λ1·VFmin取1；其中，i＝1,2,3,...,n,..N；i∈N为受端电网交流母线平均电压标幺值；VFmin,N为计算线路故障N断开情况下交流系统暂态过程中的最低电压值；PECPH为交流受电比，取值在0-1之间；所述线路故障包括线路三永短路跳单回故障N1、同杆并架线路三永跳双回故障N2、线路三相短路单相开关拒动后备保护动作同跳另一回线路故障N3和无短路冲击故障N4；按照电网正常运行方式下交流系统的有效短路比ESCR和多馈入短路比MSCRi的计算方式计算线路故障断开情况下交流系统的有效短路比ESCRk和多馈入短路比MSCRik，其中k＝1,2,3,4；比较有效短路比ESCRk和多馈入短路比MSCRik的大小，然后进行排序。作为一种较佳的实施例，所述组合最恶劣的连锁故障集包括：采用PSASP7.1潮流程序在线完成N次线路故障后潮流转移情况仿真和评估，从而判断出第N次线路故障后潮流分布情况，判断可能导致线路重载或母线电压偏低的情况，以步骤3中计算出排序为索引，进而确定第N+1次故障所涉线路故障，从而组合出可能发生的最恶劣连锁故障集。作为一种较佳的实施例，所述计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平包括：计算连锁故障下的交流系统的有效短路比ESCRl和多馈入短路比MSCRl。作为一种较佳的实施例，所述计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平还包括：按照电网正常运行方式下交流系统的的计算方式计算连锁故障下的交流系统的正常方式下λ1·VFmin取1；其中，i＝1,2,3,...,n,..N；i∈N为受端电网交流母线平均电压标幺值；VFmin为计算线路故障断开情况下交流系统暂态过程中的最低电压值；PECPH为交流受电比，取值在0-1之间；按照电网正常运行方式下交流系统的有效短路比ESCR和多馈入短路比MSCRi的计算方式计算连锁故障下的交流系统的有效短路比ESCRl和多馈入短路比MSCRil。作为一种较佳的实施例，所述判断是否电压失稳包括：通过评估连锁故障下交流系统强度，根据以下判断标准判断是否发生换相失败；1)判断该交流系统为极弱系统，发生直流系统持续换相失败可能性高，即发生电压失稳的可能性很高；2)判断该交流系统为弱系统，发生直流系统持续换相失败可能性不大；3)判断该交流系统为强系统，基本不会引起直流系统持续换相失败，即基本不会发生直流受端系统电压失稳问题。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过对不同故障后受端交流系统故障后电压稳定水平评估指标的评估，可以实现交流电网单一故障排序，在此基础上结合故障后潮流转移评估，可以快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，包括如下步骤：计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平；计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平；对线路故障进行排序；组合最恶劣的连锁故障集；计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平；判断是否发生电压失稳。

【技术特征摘要】
1.基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，包括如下步骤：计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平；计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平；对线路故障进行排序；组合最恶劣的连锁故障集；计算连锁故障下的受端交流系统的电压稳定水平；判断是否发生电压失稳。2.根据权利要求1所述的基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，所述计算交流系统正常运行方式下交流系统的受端系统的电压稳定水平包括：电压稳定水平表示为其中，i＝1,2,3,...,n,..N；i∈N为受端电网交流母线平均电压标幺值；VFmin,N为计算线路故障N断开情况下交流系统暂态过程中的最低电压值，PECPH为交流受电比，取值在0-1之间；计算交流系统正常运行方式下，提取D5000/WAMS系统的，计算该方式下提取异常波动波形特征量，包括网络节点位置及幅值，将波动数据注入到PSASP7.1计算程序之中，计算交流系统正常方式下的正常方式下λ1·VFmin取1。3.根据权利要求1所述的基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，所述计算线路故障断开情况下交流系统的受端系统的电压稳定水平包括：所述线路故障包括线路三永短路跳单回故障N1、同杆并架线路三永跳双回故障N2、线路三相短路单相开关拒动后备保护动作同跳另一回线路故障N3和无短路冲击故障N4；按照电网正常运行方式下交流系统的有效短路比ESCR和多馈入短路比MSCRi的计算方式计算线路故障断开情况下交流系统的有效短路比ESCRk和多馈入短路比MSCRik，其中k＝1,2,3,4。4.根据权利要求1所述的基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，所述对线路故障进行排序包括：按照计算出的电压稳定水平的大小对线路故障进行排序。5.根据权利要求4所述的基于WAMS动态跟踪的直流受端交流系统电压稳定判别方法，其特征在于，所述对线路故障进行排序还包括：按照计算出的电压稳定水平的大小对线路故障进行排序；交流系统正常运行方式下，交流系统的电压稳定水平分别表示为：计算交流系统正常方式下的正常方式下λ1·VFmin取1；其中，i＝1,2,3,...,n,..N；i∈N为受端电网交流母线平均电压标幺值；VFmin,N为计算线路故障N断开情况下交流系统暂态过程中的最低电压值；PECPH为交流受电比，取值在0-1之间；所述线路故障包括线路三永短路跳单回故障N1、同杆并架线路三永跳双回故障N2、线路三相短路单相开关拒动后备保护动作同跳另一回线路故障N3和无短路冲击故障N4；按照电网正常运行方式下交流系统的有效短路比ESCR和多馈入短路比MSCRi的计算方式计算线路故障断开情况下交流系统的有效短路比ESCRk和多馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴飞，安军，鞠平，张毅明，韩敬东，熊浩清，周海强，镐俊杰，陈谦，陈军，赵健，孙冉，畅广辉，张延辉，白梁军，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司，河海大学，
类型：发明
国别省市：河南,41