【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，尤其涉及一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法及系统。
技术介绍
1、随着电网中新能源比例逐渐提升，高压直流输电工程日益增多，提升远距离、大容量的风火打捆经交直流输电线路安全外送技术已成为重要现实需求。与此同时，电网的低惯量特性开始显现，当大扰动事件发生时，直流外送系统，也就是特高压直流输电送端系统，可能转为孤岛运行状态，系统频率、电压迅速跌落，容易出现直流送端系统失稳或崩溃导致大面积停电等问题。
2、直流送端系统与主网失去电气联系后，短路比和惯性时间常数下降，直流外送的功率与直流送端提供的功率产生较大的功率缺额，电网频率和电压会产生较大的无序波动，给系统稳定带来严重威胁。需要快速响应资源，能够迅速为系统提供功率支持，改善大扰动下的系统频率和电压响应特性。然而直流送端系统内的配套协同尚不完善，直流送端系统对在稳定控制方面的主动支撑能力尚未完全挖掘，送端电网故障耐受能力尚未完全释放，孤岛切换稳定性问题仍严重影响系统的安全运行。
3、目前针对直流送端系统孤岛运行后频率和电压支撑的研究仍较为匮乏，故障引发孤岛系统失稳的机理尚不明晰，亟需一种高效、普适、有针对性的直流送端系统稳定控制方法。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法及系统，用以解决现有孤岛系统稳定控制效率低、实用性和针对性差的问题。
2、一方面，本专利技术提供一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，包括以下步骤
3、实时采集直流外送系统整流侧直流电压、直流电流、触发角和频率变化量；
4、基于采集的整流侧直流电压、直流电流和频率变化量，得到直流线路传输功率；进而基于得到的直流线路传输功率，判断是否启动直流外送系统进入孤岛运行；若启动，则
5、根据实时采集的整流侧直流电流和触发角，得到直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值；
6、基于整流侧定电流指令值，实现直流孤岛系统对频率和电压的主动支撑。
7、进一步地，通过以下方式实现所述直流紧急协同附加控制：
8、基于直流外送系统的有功流动模型得到改善系统频率的电流指令值，进而得到改善系统频率的电流指令值稳定补偿边界；
9、基于直流外送系统的无功流动模型得到改善系统电压的电流指令值；其中，改善系统电压的电流指令值通过无功支撑系数调整；
10、基于所述稳定补偿边界和改善系统电压的电流指令值，得到整流侧定电流指令值，并通过将整流侧定电流指令值输入至直流外送系统的整流侧定电流控制模块，实现直流紧急协同附加控制。
11、进一步地，所述直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值idgood为：
12、
13、式中，kir、kpr分别为整流侧定电流pi控制器的比例参数和积分参数，kmr为整流侧直流电流模块的增益，tmr为整流侧直流电流模块的时间常数，αr为整流侧触发角，idr为整流侧直流电流，idrm为整流侧直流电流稳态值，φur为等效功率因数。
14、进一步地，所述改善系统频率的电流指令值稳定补偿边界表示为：
15、
16、式中，δidcref为改善系统频率的电流指令值，idr0为送端系统稳态运行时整流侧的稳态电流，δf为频率变化量，δidrm为整流侧直流电流稳态值变化量，kir、kpr分别为整流侧定电流pi控制器的比例参数和积分参数，tmr为整流侧直流电流模块的时间常数。
17、进一步地，所述改善系统电压的电流指令值idr_ref表示为：
18、[ulr.sup(1+ksup)]2qcrn
19、
20、式中，qacrn、qcrn分别为额定条件下新能源和火电机组发出的以及交流滤波器发出的无功功率，pdrn为直流系统额定传输功率，ulr.sup为系统允许的换流母线最低电压，ksup为无功支撑系数，n为6脉动换流器串联个数，scr为短路比，idrn为整流侧直流电流的额定值，ulrn为直流送端系统额定电压，udr为整流侧直流电压。
21、进一步地，若所述得到的直流线路传输功率低于设定的启动值，则直流外送系统进入孤岛运行。
22、进一步地，直流外送系统包括新能源机组和火电机组的交流系统、换流站和交流滤波器，其中，换流站包括换流器。
23、另一方面，本专利技术提供了一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制系统，包括：
24、数据采集模块，用于实时采集直流外送系统整流侧直流电压、直流电流和触发角；
25、孤岛启动模块，用于基于采集的整流侧直流电压、直流电流，得到直流线路传输功率；进而基于得到的直流线路传输功率，判断是否启动直流外送系统进入孤岛运行；
26、直流紧急协同附加控制模块，用于在直流外送系统进入孤岛运行后，根据实时采集的整流侧直流电流和触发角，得到直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值；
27、频率和电压的协同稳定模块，用于基于整流侧定电流指令值，实现直流孤岛系统对频率和电压的主动支撑。
28、进一步地，所述直流紧急协同附加控制模块中通过以下方式实现直流紧急协同附加控制：
29、基于直流外送系统的有功流动模型得到改善系统频率的电流指令值，进而得到改善系统频率的电流指令值稳定补偿边界；
30、基于直流外送系统的无功流动模型得到改善系统电压的电流指令值；其中，改善系统电压的电流指令值通过无功支撑系数调整；
31、基于所述稳定补偿边界和改善系统电压的电流指令值，得到整流侧定电流指令值，并通过将整流侧定电流指令值输入至直流外送系统的整流侧定电流控制模块，实现直流紧急协同附加控制。
32、进一步地，所述直流紧急协同附加控制模块中，直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值idgood为：
33、
34、式中，kir、kpr分别为整流侧定电流pi控制器的比例参数和积分参数，kmr为整流侧直流电流模块的增益，tmr为整流侧直流电流模块的时间常数，αr为整流侧触发角，idr为整流侧直流电流，idrm为整流侧直流电流稳态值，φur为等效功率因数。
35、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
36、本专利技术提供的一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法及系统，通过实时采集直流外送系统运行数据，基于运行数据得到直流线路传输功率，进而基于得到的直流线路传输功率，判断是否启动直流外送系统进入孤岛运行，若启动，则根据实时采集的整流侧直流电流和触发角，得到直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值，基于整流侧定电流指令值，实现直流孤岛系统对频率和电压的主动支撑，使直流外送系统孤岛运行仍能达到稳定运行状态，采用实时的电流指令值控制方案，可以实时调整整流侧外送功率，这不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，通过以下方式实现所述直流紧急协同附加控制：
3.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值Idgood为：
4.根据权利要求2所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述改善系统频率的电流指令值稳定补偿边界表示为：
5.根据权利要求4所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述改善系统电压的电流指令值Idr_ref表示为：
6.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，若所述得到的直流线路传输功率低于设定的启动值，则直流外送系统进入孤岛运行。
7.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，直流外送系统包括新能源机组和火电机组的交流系统、换流站和交流滤波器，其中，换流站包括换流器。
8.一种直
9.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制系统，其特征在于，所述直流紧急协同附加控制模块中通过以下方式实现直流紧急协同附加控制：
10.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制系统，其特征在于，所述直流紧急协同附加控制模块中，直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值Idgood为：
...【技术特征摘要】
1.一种直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，通过以下方式实现所述直流紧急协同附加控制：
3.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述直流外送系统增加直流紧急协同附加控制后的整流侧定电流指令值idgood为：
4.根据权利要求2所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述改善系统频率的电流指令值稳定补偿边界表示为：
5.根据权利要求4所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控制方法，其特征在于，所述改善系统电压的电流指令值idr_ref表示为：
6.根据权利要求1所述的直流孤岛频率和电压协同稳定控...
【专利技术属性】
技术研发人员：史宇欣，王亮，宋述勇，李瑞，孟庆萌，韩鹏，程强，马静，赵玉枫，王泊棕，柏仲尧，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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