一种多直流输电系统的频率协调控制方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种多直流输电系统的频率协调控制方法、介质及系统，包括：基于所述交流电力系统的频率，计算一端接入所述交流电力系统的各所述直流输电系统的调频辅助功率；将各所述直流输电系统的调频辅助功率与各所述直流输电系统的初始功率相加，得到各所述直流输电系统的备选功率；根据各所述直流输电系统的备选功率与各所述直流输电系统的最小运行功率限值和最大运行功率限值的比较结果，确定各所述直流输电系统的实际功率。本发明专利技术提高交流电力系统的调频能力，降低系统频率波动速率和幅度，提高交流电力系统的频率稳定性，保证交流电力系统安全稳定运行。电力系统安全稳定运行。电力系统安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种多直流输电系统的频率协调控制方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及直流输电系统
，尤其涉及一种多直流输电系统的频率协调控制方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]随着“碳达峰，碳中和”双碳目标的推进，近几年以风电、太阳能等为代表的新能源发电得到了大力发展。为实现新能源的大规模送出，在部分新能源发电基地聚集地区，呈现出多条直流输电系统送出的情况。由于新能源发电系统主要通过变流器来实现并网，这导致新能源发电系统对电网的调频贡献几乎为零。随着新能源发电渗透率的提高，将给电网的频率稳定带来巨大挑战。
[0003]目前，现有技术的新能源发电系统参与电网调频的方法，虽能一定程度改善系统的调频能力，但由于新能源发电系统的调频能力易受天气因素影响，在实际工程中只能为电网提供暂态调频支持，对系统频率特性的改善能力有限。高压、特高压直流输电系统由于具有输送容量大、调节速度快、可以依托直流受端交流电力系统为送端电网提供功率支持等特点，因此，研究直流参与直流送端交流电力系统调频的控制技术，对改善直流送端交流电力系统的频率稳定有着重要意义。
[0004]目前，常规高压、特高压直流输电系统主要通过下垂控制和惯量控制来参与交流电力系统一次调频和惯性响应，然而当同一区域电网存在多条直流同时送出或馈入时，由于不同直流的运行工况不同，其可调容量不同，当系统发生较大功率扰动时，如果各直流输电系统仍独立参与电网调频控制，则容易出现部分直流输电系统已经达到功率限值无法继续调节，而另一部直流仍未充分发挥其调节能力的情况。为此，如何实现不同直流输电系统之间的协调作用，充分发挥所有直流输电系统的调频能力，从而提高交流电力系统的频率稳定性，值得进一步研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种多直流输电系统的频率协调控制方法、介质及系统，以解决现有技术未充分发挥多直流输电系统调频能力的问题。
[0006]第一方面，提供一种多直流输电系统的频率协调控制方法，包括：
[0007]基于所述交流电力系统的频率，计算一端接入所述交流电力系统的各所述直流输电系统的调频辅助功率；
[0008]将各所述直流输电系统的调频辅助功率与各所述直流输电系统的初始功率相加，得到各所述直流输电系统的备选功率；
[0009]根据各所述直流输电系统的备选功率与各所述直流输电系统的最小运行功率限值和最大运行功率限值的比较结果，确定各所述直流输电系统的实际功率。
[0010]第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的多
直流输电系统的频率协调控制方法。
[0011]第三方面，提供一种多直流输电系统的频率协调控制系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
[0012]这样，本专利技术实施例，用于高压或特高压直流输电系统中，当交流电力系统出现大负荷扰动时，通过频率协调控制，调节各直流输电系统输送的有功功率，提高交流电力系统的调频能力，降低系统频率波动速率和幅度，提高交流电力系统的频率稳定性，保证交流电力系统安全稳定运行。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术实施例的多直流输电系统的频率协调控制方法的流程图；
[0015]图2是本专利技术实施例的高压直流输电系统的原理结构图；
[0016]图3是本专利技术实施例的特高压直流输电系统的原理结构图；
[0017]图4是本专利技术实施例的多直流输电系统的频率协调控制方法的原理框图；
[0018]图5是本专利技术实施例的多直流输电系统的频率协调控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本专利技术实施例公开了一种多直流输电系统的频率协调控制方法。该方法适用于高压、特高压直流输电系统，特别是采用电网换相换流阀的常规高压、特高压直流输电系统。常规高压、特高压直流输电系统的原理结构分别如图2和图3所示，高压和特高压直流输电系统均包括如下的结构：送端交流电网11、送端极I系统12、极I直流输电线路13、受端极I系统14、接地极引线15、接地极16、送端极II系统17、极II直流输电线路18、受端极II系统19和受端交流电网20。高压和特高压直流输电系统主要的区别在于高压直流输电系统每极仅包含一个换流器，而特高压直流输电系统每极包含高端和低端两个换流器。实际工程中，直流输电系统的频率协调控制功能通常在双极层控制系统中实现，通过对交流电力系统的频率检测和直流输电系统的输送功率的直接控制，从而保证其响应的快速性。
[0021]基于此，如图1和4所示，本专利技术实施例的多直流输电系统的频率协调控制方法包括如下的步骤：
[0022]步骤S101：基于交流电力系统的频率，计算一端接入所述交流电力系统的各直流输电系统的调频辅助功率。
[0023]具体的，该步骤包括如下的过程：
[0024]1、基于交流电力系统的频率，计算所有直流输电系统的总调频辅助功率。
[0025]具体的，该步骤包括如下的过程：
[0026](1)实时获取交流电力系统的频率和各直流输电系统的当前运行方式下的额定运行功率。
[0027]具体的，本专利技术实施例所述的交流电力系统的频率是经过滤波处理的频率，并且一般采用标幺化处理后的频率。
[0028]以f表示标幺化处理后的频率，f0表示采集的经过滤波处理后的原始的交流电力系统的频率，具体可通过实时采集交流电力系统的电压，然后基于交流电力系统的电压，通过锁相环计算得到交流电力系统的原始的频率f0，滤波器可为一阶惯性滤波器或二阶滤波器，f
n
表示交流电力系统的频率的额定值，则标幺化处理的计算式为：
[0029](2)采用交流电力系统的频率计算交流电力系统的频率的偏差值和变化率。
[0030]具体的，交流电力系统的频率的偏差值等于交流电力系统的频率减去交流电力系统的频率的额定值得到的差。以Δf表示交流电力系统的偏差值，则Δf＝f
‑
f
n
。
[0031]具体的，交流电力系统的频率的变化率等于交流电力系统的频率对时间的微分，即变化率为
[0032](3)根据交流电力系统的频率的偏差值和变化率，以及，各直流输电系统的当前运行方式下的额定运行功率，计算所有直流输电系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多直流输电系统的频率协调控制方法，其特征在于，包括：基于所述交流电力系统的频率，计算一端接入所述交流电力系统的各所述直流输电系统的调频辅助功率；将各所述直流输电系统的调频辅助功率与各所述直流输电系统的初始功率相加，得到各所述直流输电系统的备选功率；根据各所述直流输电系统的备选功率与各所述直流输电系统的最小运行功率限值和最大运行功率限值的比较结果，确定各所述直流输电系统的实际功率。2.根据权利要求1所述的多直流输电系统的频率协调控制方法，其特征在于，所述计算一端接入所述交流电力系统的各所述直流输电系统的调频辅助功率的步骤，包括：基于所述交流电力系统的频率，计算所有所述直流输电系统的总调频辅助功率；计算各所述直流输电系统的调频能力系数；计算各所述直流输电系统的调频能力系数与所有所述直流输电系统的总调频辅助功率的乘积，得到各所述直流输电系统的调频辅助功率。3.根据权利要求1所述的多直流输电系统的频率协调控制方法，其特征在于，所述计算所有所述直流输电系统的总调频辅助功率的步骤，包括：实时获取所述交流电力系统的频率和各所述直流输电系统的当前运行方式下的额定运行功率；采用所述交流电力系统的频率计算所述交流电力系统的频率的偏差值和变化率；根据所述交流电力系统的频率的偏差值和变化率，以及，各所述直流输电系统的当前运行方式下的额定运行功率，计算所有所述直流输电系统的总调频辅助功率。4.根据权利要求3所述的多直流输电系统的频率协调控制方法，其特征在于，所述计算所有所述直流输电系统的总调频辅助功率的步骤，包括：将所述交流电力系统的频率的偏差值乘以比例系数，得到第一总调频辅助功率；将所述交流电力系统的频率的变化率乘以微分系数，得到第二总调频辅助功率；若所述交流电力系统的频率的偏差值的绝对值小于预设偏差值阈值，并且所述交流电力系统的频率的变化率的绝对值小于预设变化率阈值，则确定所有所述直流输电系统的总调频辅助功率为零；若所述交流电力系统的频率的偏差值的绝对值不小于预设偏差值阈值，或者，所述交流电力系统的频率的变化率的绝对值不小于预设变化率阈值，则确定所有所述直流输电系统的总调频辅助功率为所述第一总调频辅助功率和所述第二总调频辅助功率之和。5.根据权利要求4所述的多直流输电系统的频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴斌，侍乔明，史磊，刘志远，韦鹏，王永平，徐辉，张庆武，刘若鹏，李洋，刘凯，毛春翔，摆世彬，田志浩，宁复茂，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司超高压公司南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：