本申请公开了一种直流受端系统的暂态稳定控制方法和相关装置，方法包括：基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数；基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式；在所述目标动态能量梯度表达式中，提取与逆变侧控制器相关的函数项；控制所述函数项中的参数，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值。解决了现有直流受端系统在发生较为严重的交流故障时，不能有效抑制连续换相失败，对提升暂态稳定性的作用有限的技术问题。升暂态稳定性的作用有限的技术问题。升暂态稳定性的作用有限的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种直流受端系统的暂态稳定控制方法和相关装置
[0001]本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种直流受端系统的暂态稳定控制方法和相关装置。
技术介绍
[0002]高压直流输电在远距离、大容量输电方面具有显著优势，在我国电力系统中得到了广泛应用。与纯交流系统相比，交直流混联系统的运行状态不仅具有交流系统和直流系统的特性，交直流两侧还会相互作用，使整个系统的动态特性难以分析。
[0003]在交直流混联系统的直流受端系统中，直流线路逆变侧建在负荷需求较大的地方，这使得直流受端系统整体的电气距离较短。如果在某交流输电线路上发生短路故障，逆变侧电压降低、晶闸管关断角迅速减小，进而发生换相失败。同时，故障所造成的冲击会波及多个逆变站，若交流线路上的故障不能及时切除，逆变侧将会恶化，发生连续换相失败，而连续换相失败会对晶闸管等设备造成损坏。因此，电力系统在发生该情况时会实施直流闭锁。这也意味着大容量的直流线路与直流受端系统完全切断，使直流受端系统失去了巨大的容量，进而使直流受端系统大面积停电。因此，亟需开展直流受端系统暂态稳定控制策略的研究。
[0004]目前，直流受端系统通过抑制换相失败进行暂态稳定。然而当直流受端系统发生较为严重的交流故障时，不能有效抑制连续换相失败，对提升暂态稳定性的作用有限。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种直流受端系统的暂态稳定控制方法和相关装置，解决了现有直流受端系统在发生较为严重的交流故障时，不能有效抑制连续换相失败，对提升暂态稳定性的作用有限的技术问题。
[0006]本申请第一方面提供了一种直流受端系统的暂态稳定控制方法，包括：
[0007]基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数；
[0008]基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式；
[0009]在所述目标动态能量梯度表达式中，提取与逆变侧控制器相关的函数项；
[0010]控制所述函数项中的参数，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值。
[0011]可选地，所述基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数，具体包括：
[0012]获取故障的直流受端系统的系统参数，其中，所述系统参数包括：负荷电流、逆变侧母线流入直流系统的电流、发电机注入电流和交流输电线路中的各节点电流；
[0013]基于各所述系统参数，求解各所述系统参数对应的端口动态能量；
[0014]根据所述端口动态能量，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数。
[0015]可选地，所述动态能量函数为：
[0016]W＝(W
N_port
+W
L_port
+W
DC_port
‑
W
G_port
)
‑
(∫Dω2dt)；
[0017]式中，W为动态能量函数，W
N_port
为输电网络动态能量，W
L_port
为负荷端口动态能量，W
DC_port
为直流端口动态能量，W
G_port
为发电机端口动态能量，D为阻尼系数，ω为转子角速度和同步速的偏差，t为时间。
[0018]可选地，所述基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式，具体包括：
[0019]根据所述动态能量函数、所述直流受端系统的节点电压和支路电流，确定所述直流受端系统对应的总动态能量表达式；
[0020]对所述总动态能量表达式取微分，得到基础动态能量梯度表达式；
[0021]基于所述基础动态能量梯度表达式，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式。
[0022]可选地，所述根据所述动态能量函数、所述直流受端系统的节点电压和支路电流，确定所述直流受端系统对应的总动态能量表达式，具体包括：
[0023]获取所述直流受端系统中各节点电压的电压瞬时表达式和各支路电流的电流瞬时表达式；
[0024]对所述电压瞬时表达式和所述电流瞬时表达式进行派克变换；
[0025]在所述动态能量函数中写入变换后的电压瞬时表达式和电流瞬时表达式，得到所述直流受端系统对应的总动态能量表达式。
[0026]可选地，所述基于所述基础动态能量梯度表达式，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式，具体包括：
[0027]基于所述基础动态能量梯度表达式，计算所述直流受端系统在发生三相短路故障时的第一动态能量梯度表达式；
[0028]基于所述基础动态能量梯度表达式，计算所述直流受端系统在发生单相短路故障时的第二动态能量梯度表达式；
[0029]将所述第一动态能量梯度表达式和所述第二动态能量梯度表达式中的差异项转换为通用表达式，得到所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式。
[0030]可选地，所述函数项包括：逆变侧触发角函数项；
[0031]所述控制所述函数项中的参数，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值，具体包括：
[0032]根据所述直流受端系统中的电气参数和所述目标动态能量梯度表达式，计算直流端口动态能量梯度取到极值点的多个触发角；
[0033]从多个所述触发角中，删除不在预设数值范围内的触发角以及虚数触发角，得到剩余触发角；
[0034]将所述剩余触发角和所述预设数值范围的上下边界分别代入所述目标动态能量梯度表达式，并确定直流端口动态能量梯度的最小值及对应的目标触发角；
[0035]控制所述函数项中的触发角为所述目标触发角，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值。
[0036]本申请第二方面提供了一种直流受端系统的暂态稳定控制装置，包括：
[0037]构建单元，用于基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数；
[0038]确定单元，用于基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式；
[0039]提取单元，用于在所述目标动态能量梯度表达式中，提取与逆变侧控制器相关的函数项；
[0040]控制单元，用于控制所述函数项中的参数，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值。
[0041]本申请第三方面提供了一种直流受端系统的暂态稳定控制设备，包括处理器以及存储器；
[0042]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0043]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行任一种第一方面所述的直流受端系统的暂态稳定控制方法。
[0044]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直流受端系统的暂态稳定控制方法，其特征在于，包括：基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数；基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式；在所述目标动态能量梯度表达式中，提取与逆变侧控制器相关的函数项；控制所述函数项中的参数，以使所述直流受端系统对应的直流端口的动态能量梯度保持在最小值。2.根据权利要求1所述的直流受端系统的暂态稳定控制方法，其特征在于，所述基于故障的直流受端系统的系统参数，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数，具体包括：获取故障的直流受端系统的系统参数，其中，所述系统参数包括：负荷电流、逆变侧母线流入直流系统的电流、发电机注入电流和交流输电线路中的各节点电流；基于各所述系统参数，求解各所述系统参数对应的端口动态能量；根据所述端口动态能量，构建所述直流受端系统对应的动态能量函数。3.根据权利要求2所述的直流受端系统的暂态稳定控制方法，其特征在于，所述动态能量函数为：W＝(W
N_port
+W
L_port
+W
DC_port
‑
W
G_port
)
‑
(∫Dω2dt)；式中，W为动态能量函数，W
N_port
为输电网络动态能量，W
L_port
为负荷端口动态能量，W
DC_port
为直流端口动态能量，W
G_port
为发电机端口动态能量，D为阻尼系数，ω为转子角速度和同步速的偏差，t为时间。4.根据权利要求1所述的直流受端系统的暂态稳定控制方法，其特征在于，所述基于所述动态能量函数，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式，具体包括：根据所述动态能量函数、所述直流受端系统的节点电压和支路电流，确定所述直流受端系统对应的总动态能量表达式；对所述总动态能量表达式取微分，得到基础动态能量梯度表达式；基于所述基础动态能量梯度表达式，确定所述直流受端系统在发生故障时的目标动态能量梯度表达式。5.根据权利要求4所述的直流受端系统的暂态稳定控制方法，其特征在于，所述根据所述动态能量函数、所述直流受端系统的节点电压和支路电流，确定所述直流受端系统对应的总动态能量表达式，具体包括：获取所述直流受端系统中各节点电压的电压瞬时表达式和各支路电流的电流瞬时表达式；对所述电压瞬时...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晓东，金鑫，罗鸿轩，黄博阳，潘廷哲，冯俊豪，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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