一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法与流程

技术特征：

1.一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：包括以下步骤：

从能量管理系统获取所需的电网运行实时数据；

分别将异步电网中的各回直流线路设定为双极闭锁状态；

根据所需的电网运行实时数据，采用基于频率峰值估计的频率暂态分析方法，判断双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，是否会发生高频切机；

根据高频切机的判断结果对各回直流线路进行相应的处理：若当前回直流线路会发生高频切机，则发出告警信号，提示需要对当前回直流线路发生故障时的安稳措施或系统直流功率送出方案进行修改；反之，则表明当前回直流线路的运行状况满足安全要求，此时结束当前回直流线路的安全校核过程，其中，当前回直流线路为各回直流线路的任一回直流线路。

2.根据权利要求1所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述所需的电网运行实时数据包括但不限于系统的一次调频备用、各回直流线路的额定输送功率、各回直流线路的闭锁连锁切机量、系统的当前送出功率、系统的转动惯量以及负荷频率响应。

3.根据权利要求1所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述分别将异步电网中的各回直流线路设定为双极闭锁状态这一步骤，其具体为：

进行单一校核，将异步电网的每回直流线路依次设定为发生双极闭锁状态，以使得双极闭锁发生后的该回直流线路的送出功率降为零，且令双极闭锁发生后的该回直流线路相应安全稳定控制方案所设定的连锁切机和直流功率支援开始动作。

4.根据权利要求1所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述根据所需的电网运行实时数据，采用基于频率峰值估计的频率暂态分析方法，判断双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，是否会发生高频切机这一步骤，其包括：

根据所需的电网运行实时数据，分析在系统一次调频、负荷频率响应和安全稳定措施作用下各回直流线路频率的响应过程，从而计算出各回直流线路的频率峰值；

将各回直流线路的频率峰值与系统高频切机的设定频率进行比较，并根据比较的结果判断双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，是否会发生高频切机。

5.根据权利要求4所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述根据所需的电网运行实时数据，分析在系统一次调频、负荷频率响应和安全稳定措施作用下各回直流线路频率的响应过程，从而计算出各回直流线路的频率峰值这一步骤，其包括：

将系统等效为一台机组，根据所需的电网运行实时数据采用一阶微分方程描述系统频率偏差的动态过程，并通过时域仿真求解出系统频率偏差的时域表达式，所述系统频率偏差的时域表达式Δf(t)为：

$\mathrm{\Δ}f\left(t\right)=\frac{50\mathrm{\Δ}P}{D+\frac{1}{R}}\[1-\sqrt{1+{\left(\frac{a+c}{b}\right)}^2}cos(bt+arctan\frac{a+c}{b})e^{-at}\],$

其中，M＝M′，t为时间，P_m0为正常运行或在直流线路双极闭锁发生前的瞬间发电机功率，ΔP_G为连锁切机量，P₀为正常运行或在直流线路双极闭锁发生前的负荷功率，ω₀为正常运行或在直流线路双极闭锁发生前的瞬间发电机转速，K_L为负荷的频率调节系数，f₀为系统频率，为系统频率f₀的K_L次方，ΔP_DC为直流功率提升量与直流线路因双极闭锁而少送的功率的代数和，为正常运行或在直流线路双极闭锁发生前的瞬间负荷功率，R′为连锁切机动作发生后系统一次调频的等效调差系数，r为连锁切机动作发生后系统运行中具有备用容量的机组序号，n为连锁切机动作发生后系统运行中全部机组的序号总数，(P_m0)_r和(P_m0)_n分别为序号为r和n的机组正常运行或在直流线路双极闭锁发生前的瞬间发电机功率，为连锁切机动作发生后序号为r的机组的单位调节功率，M＝M′，M′为连锁切机动作发生后系统的等效惯性常数，T为时间常数；

根据系统频率偏差Δf(t)的时域表达式得出各回直流线路的频率偏差峰值，所述各回直流线路的频率偏差峰值为时间t满足时对应的频率偏差值。

6.根据权利要求5所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述将系统等效为一台机组，根据所需的电网运行实时数据采用一阶微分方程描述系统频率偏差的动态过程，并通过时域仿真求解出系统频率偏差的时域表达式这一步骤，其包括：

将系统等效为一台机组，根据所需的电网运行实时数据采用一阶微分方程描述系统频率偏差的动态过程，所述系统频率偏差的动态过程描述方程为：

$\begin{array}{c}{M}^{\′}\frac{d}{dt}\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_0}+(1+\frac{1}{R^{\′}}\mathrm{\β}(t\left)\right)\frac{P_{m0}-{\mathrm{\ΔP}}_G}{{\mathrm{\ω}}_0}\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_0}+(K_L-1)\frac{P_{L_0}}{{\mathrm{\ω}}_0}\·\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_0}\\ =\frac{P_{m0}-{\mathrm{\ΔP}}_{DC}}{{\mathrm{\ω}}_0}-\frac{P_0{f}_0^{K_L}+{\mathrm{\ΔP}}_{DC}}{{\mathrm{\ω}}_0}\end{array},$

其中，β(t)为阶跃输入，Δω为系统输出的转速偏差，

采用拉普拉斯变换对系统频率偏差的动态过程描述方程进行求解，得到系统的拉普拉斯转速偏差Δω(s)，所述系统的拉普拉斯转速偏差Δω(s)的表达式为：

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}\left(s\right)=\frac{1+Ts}{s\[{\mathrm{MTs}}^2+(M+DT)s+D+\frac{1}{R}\]}\·\mathrm{\Δ}P,$

其中，s为拉普拉斯算子；

根据系统的拉普拉斯转速偏差Δω(s)进行时域仿真，计算出系统频率偏差的时域表达式Δf(t)。

7.根据权利要求6所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述将各回直流线路的频率峰值与系统高频切机的设定频率进行比较，并根据比较的结果判断双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，是否会发生高频切机这一步骤，其具体为：

若各回直流线路的频率峰值超过系统高频切机的设定频率，则判定双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，会发生高频切机；反之，则判定双极闭锁后的各回直流线路在系统的频率调节和安全稳定方案的控制作用下，不会发生高频切机。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法，其特征在于：所述对当前回直流线路发生故障时的安稳措施或系统直流功率送出方案进行修改这一过程所执行的操作包括但不限于：降低当前回直流线路的送电功率；增加连锁切机量；增加一次调频旋转备用容量；连锁切机优先切除转动惯量小、容量大或具有反调作用的水电机组。