【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统稳定控制的，尤其涉及一种直流同时换相失败后的协同恢复控制方法及系统。
技术介绍
1、近年来，随着新能源以及特高压线路的应用，某区域电网将建成“日”字型特高压交流环网，部分省份也将同时馈入两条、甚至三条特高压直流线路，形成直流群。一方面，交直流系统以及换流站间耦合严重，受端交流系统故障引发多直流同时发生换相失败风险攀升；另一方面，特高压大通道故障对系统的暂态功角、电压等影响愈发凸显，严重威胁到了特大型交直流混联电网的安全稳定运行。因此，有必要深入研究多直流同时发生换相失败对受端系统暂态稳定性影响，并提出改善系统暂态稳定性的有效方法。
2、现有的对直流换相失败及其影响因素开展了广泛且深入的研究；在直流换相失败发生机理方面，总结了受端交流故障引发直流换相失败的主要原因，分为电压幅值降低、过零点偏移和波形畸变；从外部交流故障和内部直流控制器相互交互角度揭示了受端交流故障还未切除期间后续换相失败的发生机理，并给出了改进控制策略。根据直流可运行范围的限制条件，分别对逆变侧控制器进行优化设计，通过改善系统无功恢复特性提升了受端系统电压稳定性。在直流换相失败对系统暂态稳定性影响机理方面，揭示了直流换相失败后的恢复速度对送端系统暂态稳定性的影响机理，并理论分析了直流控制器参数对直流恢复的影响。针对弱送端系统，基于联络线容量比和潮流熵，建立了系统安稳风险评估模型，可准确评估不同换相失败场景对送端系统的影响程度。根据直流换相失败后恢复到稳态时转子剩余加速面积，计算到维持送端系统稳定的最小减速面积，进而得到送端系统最小
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术提供了一种直流同时换相失败后的协同恢复控制方法及系统解决多馈入受端系统中多回直流因受端交流系统故障同时换相失败后，多条直流同时恢复导致系统暂态功角和电压稳定稳定性差的问题。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
5、第一方面，本专利技术实施例提供了一种直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，包括：基于实际电力系统建立系统分析模型，所述系统分析模型包括受端系统模型以及直流潮流分析模型；
6、根据所述受端系统模型，推导直流换相失败后的有功恢复过程中受端相对功角差关于直流功率的解析表达式，得到直流有功恢复过程对受端系统暂态功角影响因素；
7、基于逆变侧直流控制器调节特性，根据所述直流潮流分析模型得到直流换相失败后的无功恢复过程中对受端系统电压稳定影响因素；
8、基于所述无功恢复过程中对受端系统电压稳定影响因素以及直流有功恢复过程对受端系统暂态功角影响因素分析形成多直流换相失败后的恢复控制策略。
9、作为本专利技术所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法的一种优选方案，其中：包括：所述受端系统模型采用互补群惯量中心-相对运动理论将多馈入直流受端的多机系统简化为两群机系统，得到受端多机系统等值模型，并将受端多机系统等值模型转化为单机无穷大系统模型，表示为：
10、
11、
12、
13、
14、其中，pma和pmb分别为a和b群总的机械输入功率，pea和peb分别为a和b群总的电磁输出功率，ma和mb分别为a和b群总的惯量，δe＝δa-δb为a和b群间的相对功角，δa和δb分别为a和b群的等值功角；
15、所述直流潮流分析模型基于线路换流器的高压直流输电系统，其模型逆变站电压、电流、直流功率以及无功功率的关系，表示为：
16、
17、其中，udi和idi分别为直流电压和电流，np为桥数，xi为等效换相电抗，ki为换流变压器变比，uli为换流母线电压，qdi为直流功率和换流站消耗无功功率，udi0为逆变站空载直流电压，为功率因数，pdi为受端系统馈入的第i回直流功率，γ为关断角。
18、作为本专利技术所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法的一种优选方案，其中：还包括：根据直流换相失败及其恢复过程的功率外特性，建立受端交流故障导致直流换相失败到其恢复全过程的直流功率数学模型，假设在故障清除后的短时间内将功率数学模型视为功率注入模型，采用直流潮流分析模型进行推导，表示为：
19、pg＝bggδg-bgl(bll-1(pl+blgδg))
20、其中，pg为发电机节点集，pl为负荷节点集，其中逆变站节点被视为负荷节点的一部分，bgg、bgl、blg和bll分别为对应电纳矩阵，δg为同步发电机的功角。
21、作为本专利技术所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法的一种优选方案，其中：直流有功恢复过程对受端系统暂态功角影响因素包括：以馈入两回直流，a群由同步发电机g1组成、b群由同步发电机g2组成的受端系统模型进行故障理论推导，且在故障期间同步机发电机电磁功率为0；
22、在受端交流故障切除时，假设直流功率均瞬时恢复，则在故障后的短时间内，计算得到关于受端相对功角的同步发电机电磁功率pe1表示为：
23、
24、其中，x为g1和g2内电势节点之间的电气距离，xl为负荷节点pl到g1内电势节点的电气距离，δ为受端相对功角且δ＝δ1-δ2，kdp1和kdp2分别为第一直流和第二直流馈入节点到g1内电势节点的电气距离；
25、基于功率平衡，可得g2的电磁功率为：
26、pe2＝pl-pe1-pd1-pd2
27、基于同步发电机电磁功率将所述受端系统模型改写为：
28、
29、
30、
31、其中，m为惯量占比，且定义m＝m1/(m1+m2)。
32、作为本专利技术所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法的一种优选方案，其中：还包括：受端交流故障切除后，实际直流换相失败后存在一个时间尺度的功率恢复过程，则直流有功恢复过程中存在相对功角差为：
33、
34、其中，δδ＝δd-δ；相对功角差的计算解由其特解(δδp(t-tc))和其对应齐次方程通解(δδg(t-tc))构成；
35、因为
36、对相对功角关于rampi求导可得：
37、
38、当受端相对功角正向摆开时，若kdpi+m-1>0，则直流i快速恢复有利于受端系统暂态稳定性；若kdpi+m-1<0，则直流i快速恢复不利于受本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，包括：所述受端系统模型采用互补群惯量中心-相对运动理论将多馈入直流受端的多机系统简化为两群机系统，得到受端多机系统等值模型，并将受端多机系统等值模型转化为单机无穷大系统模型，表示为：
3.如权利要求2所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，还包括：根据直流换相失败及其恢复过程的功率外特性，建立受端交流故障导致直流换相失败到其恢复全过程的直流功率数学模型，假设在故障清除后的短时间内将功率数学模型视为功率注入模型，采用直流潮流分析模型进行推导，表示为：
4.如权利要求3所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，直流有功恢复过程对受端系统暂态功角影响因素包括：以馈入两回直流，A群由同步发电机G1组成、B群由同步发电机G2组成的受端系统模型进行故障理论推导，且在故障期间同步机发电机电磁功率为0；
5.如权利要求4所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，还包括：
6.如权利要求5所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，直流换相失败后的无功恢复过程中对受端系统电压稳定影响因素包括：基于直流逆变站与受端交流系统间的功率交换关系，在交流故障清除后直流系统恢复过程中，换流母线电压幅值Uli表示为：
7.如权利要求6所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，分析形成多直流换相失败后的恢复控制策略包括：
8.一种直流同时换相失败后的协同恢复控制系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述直流同时换相失败后的协同恢复控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，包括：所述受端系统模型采用互补群惯量中心-相对运动理论将多馈入直流受端的多机系统简化为两群机系统，得到受端多机系统等值模型，并将受端多机系统等值模型转化为单机无穷大系统模型，表示为：
3.如权利要求2所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，还包括：根据直流换相失败及其恢复过程的功率外特性，建立受端交流故障导致直流换相失败到其恢复全过程的直流功率数学模型，假设在故障清除后的短时间内将功率数学模型视为功率注入模型，采用直流潮流分析模型进行推导，表示为：
4.如权利要求3所述的直流同时换相失败后的协同恢复控制方法，其特征在于，直流有功恢复过程对受端系统暂态功角影响因素包括：以馈入两回直流，a群由同步发电机g1组成、b群由同步发电机g2组成的受端系统模型进行故障理论推导，且在故障期间同步机发电机电磁功...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡加伟，汪旸，董向明，李锋，曾令康，朱可凡，方泽亚，吴云芸，查显煜，袁震，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华中分部，
类型：发明
国别省市：
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