直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法

摘要

一种直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法，包括：退出直流孤岛送出电网FLC功能；计算在送出电网N‑1故障引起的功率缺额最大值ΔP1条件下，电网频率恢复至一次调频控制目标F1，需预留的一次调频备用容量P1‑1；计算在功率缺额ΔP1条件下，电网频率恢复至二次调频控制目标F2，在P1‑1基础上，需增加预留的二次调频备用容量P1‑2；计算在N‑2故障引起的功率缺额最大值ΔP2条件下，电网频率恢复至F1，所需预留的一次调频备用容量P2‑1；计算在功率缺额ΔP2条件下，电网频率恢复至F2，电网在P2‑1基础上，需增加预留的二次调频备用容量P2‑2；投入FLC功能；计算在功率缺额ΔP2条件下，电网频率恢复至F2，FLC直流功率调制量在二次调频动作前恢复为0，需预留的二次调频备用容量P3‑2。

权利要求

1.一种直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、明确直流孤岛送出电网一次调频控制目标为F1，二次调频控制目标为F2；

步骤2、明确直流孤岛送出电网N-1故障引起的功率缺额最大值为ΔP1；N-2故障引起的功率缺额最大值为ΔP2；

步骤3、如果直流孤岛送出电网默认投入直流频率限制控制FLC功能，则退出该功能，否则忽略步骤3；

步骤4、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P1-1；

步骤5、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P1-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P1-2；

步骤6、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P2-1；

步骤7、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P2-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P2-2；

步骤8、投入直流孤岛送出电网FLC功能；

步骤9、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，且FLC直流功率调制量在二次调频动作前恢复为0，直流孤岛送出电网所需预留的二次调频备用容量P3-2；

步骤10、P1-2和P2-2即为直流孤岛送出电网无FLC情况下能够抵御N-1和N-2故障的两级二次调频备用容量配置，P3-2即为直流孤岛送出电网配置FLC下能够抵御N-2故障的二次调频备用容量配置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤1中，F1由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±

0.2HZ；

F2由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.1HZ。

说明书

直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及电网领域，更具体地，涉及一种直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法。

背景技术

[0002] 频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容，配置合理的备用容量，是保障电网频率稳定的重要措施。二次备用容量即系统AGC(AUTOMATIC GENERATION CONTROL)容量，合理配置系统二次容量，充分发挥AGC二次调频作用，配合一次调频及三次调频，从而共同保证系统的频率质量。

[0003] 对于二次调频备用容量配置问题，世界范围内没有成熟的理论计算方法，一般都是依据经验，规定二次调频容量为系统总装机或负荷的某一比例，如系统最大负荷的2％-5％，大系统取小值，小系统取大值。此外，还有两条思路分别为基于电力市场考虑经济性及基于各类负荷、电网频率考核参数等历史数据的二次调频备用容量配置方法。

[0004] 例如，国内某电网二次调频备用配置方法为：

[0005] 1、全网负荷备用最小值为全网最大负荷的2％；

[0006] 2、确定一次调频目标并求出一次调频备用；

[0007] 3、二次调频备用为负荷备用减去一次调频备用；

[0008] 在实现本发明的过程中，申请人发现上述现有技术存在如下技术缺陷：

[0009] (1)确定全网负荷备用最小值时，依据经验，采用全网最大负荷的2％，需后续大量计算校验其合理性；

[0010] (2)二次调频备用是由全网负荷备用最小值中扣除一次调频备用后得到，是否能够满足二次调频目标无法确定；

[0011] (3)在配置二次调频容量时，未考虑系统网架结构特性。

发明内容

[0012] 本发明提供了一种直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

[0013] 步骤1、明确直流孤岛送出电网一次调频控制目标为F1，二次调频控制目标为F2；

[0014] 步骤2、明确直流孤岛送出电网N-1故障引起的功率缺额最大值为ΔP1；N-2故障引起的功率缺额最大值为ΔP2；

[0015] 步骤3、如果直流孤岛送出电网默认投入直流频率限制控制FLC功能，则退出该功能，否则忽略步骤3；

[0016] 步骤4、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P1-1；

[0017] 步骤5、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P1-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P1-2；

[0018] 步骤6、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P2-1；

[0019] 步骤7、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P2-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P2-2；

[0020] 步骤8、投入直流孤岛送出电网FLC功能；

[0021] 步骤9、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，且FLC直流功率调制量在二次调频动作前恢复为0，直流孤岛送出电网所需预留的二次调频备用容量P3-2；

[0022] 步骤10、P1-2和P2-2即为直流孤岛送出电网无FLC情况下能够抵御N-1和N-2故障的两级二次调频备用容量配置，P3-2即为直流孤岛送出电网配置FLC下能够抵御N-2故障的二次调频备用容量配置。

[0023] 可选地，所述步骤1中，F1由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.2HZ；F2由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.1HZ。

附图说明

[0024] 为了更完整地理解本发明及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

[0025] 图1示出了根据本发明实施例的流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法流程图。

[0026] 图2示出了南方电网异步联网电网结构图。

[0027] 图3示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP1(700MW)条件下满足F1目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0028] 图4示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP1(700MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0029] 图5示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F1目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0030] 图6示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0031] 图7示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0032] 图8示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标各直流FLC直流功率调制量动作情况。

具体实施方式

[0033] 根据结合附图对本发明示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它方面、优势和突出特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

[0034] 在本发明中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。

[0035] 在本说明书中，下述用于描述本发明原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制发明的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同参考数字用于相似功能和操作。

[0036] 图1示出了本发明的直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法流程图。

[0037] 如图1所示，根据本发明实施例的直流孤岛送出电网二次调频备用容量配置方法包括如下步骤：

[0038] 步骤1、明确直流孤岛送出电网一次调频控制目标为F1，二次调频控制目标为F2；

[0039] 步骤2、明确直流孤岛送出电网N-1故障引起的功率缺额最大值为ΔP1；N-2故障引起的功率缺额最大值为ΔP2；

[0040] 步骤3、如果直流孤岛送出电网默认投入直流频率限制控制FLC功能，则退出该功能，否则忽略步骤3；

[0041] 步骤4、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P1-1；

[0042] 步骤5、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P1-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P1-2；

[0043] 步骤6、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P2-1；

[0044] 步骤7、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P2-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P2-2；

[0045] 步骤8、投入直流孤岛送出电网FLC功能；

[0046] 步骤9、采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，且FLC直流功率调制量在二次调频动作前恢复为0，直流孤岛送出电网所需预留的二次调频备用容量P3-2；

[0047] 步骤10、P1-2和P2-2即为直流孤岛送出电网无FLC情况下能够抵御N-1和N-2故障的两级二次调频备用容量配置，P3-2即为直流孤岛送出电网配置FLC下能够抵御N-2故障的二次调频备用容量配置。

[0048] 可选地，所述步骤1中，F1由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.2HZ；F2由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.1HZ。

[0049] 上述全过程动态仿真程序即PSD-FDS(FULL DYNAMIC SIMULATION PROGRAM)，能够将电力系统机电暂态、中期和长期动态过程有机地统一起来进行仿真，可以模拟电力系统受到扰动之后整个连续的动态过程。

[0050] 下面参考图2～图8说明根据本发明实施例的上述方法。图2示出了南方电网异步联网电网结构图。以南方电网异步联网的云南电网为例，建立云南电网通过楚穗直流、普侨直流、金中直流、牛从直流、永富直流及鲁西背靠背直流同南网主网(广东、广西、贵州、海南)异步互联运行方式，6回直流外送电量共计21150MW，直流FLC功能频差死区限制范围为0.3HZ。并且云南网内大容量机组多、不再有南网主网提供频率支撑，频率稳定问题成为最主要的稳定问题，需合理配置二次调频备用。

[0051] 在步骤1，明确直流孤岛送出电网一次调频控制目标为F1，二次调频控制目标为F2。根据本发明实施例，F1由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.2HZ。F2由以下原则确定，即受到扰动后，直流孤岛送出电网频率恢复至50±0.1HZ。

[0052] 在步骤2，明确直流孤岛送出电网N-1故障引起的功率缺额最大值为ΔP1；N-2故障引起的功率缺额最大值为ΔP2。全面梳理云南电网N-1扰动，最大N-1扰动为溪洛渡700MW机组满负荷跳闸，因此ΔP1为700MW；最大N-2扰动为观音岩电厂出口线路故障，该故障可能导致电网损失5台600MW机组，因此ΔP2为3000MW。

[0053] 在步骤3，如果直流孤岛送出电网默认投入直流频率限制控制FLC功能，则退出该功能，否则忽略步骤3。

[0054] 在步骤4，采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1(700MW)条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1(49.8HZ)，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P1-1为370MW，全过程仿真结果如图3所示，其中示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP1(700MW)条件下满足F1目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0055] 在步骤5，采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP1条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2(49.9HZ)，直流孤岛送出电网在P1-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P1-2为200MW，全过程仿真结果如图4所示，其中示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP1(700MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0056] 在步骤6，采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F1(49.8HZ)，直流孤岛送出电网所需预留的一次调频备用容量P2-1(3000MW)，全过程仿真结果如图5所示，其中示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F1目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。由图可知，云南孤岛送出电网频率智能恢复至49.75HZ，这是因为机组一次调频为有差调节，云南孤岛送出电网的一次调频特性固有特性只能使频率恢复至49.75HZ，一次调频备用超过3000MW以上对准稳态频率的恢复起到将起不到更好的作用，故配置一次调频备用容量为P2-1为3000MW是合理的。

[0057] 在步骤7，采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，直流孤岛送出电网在P2-1基础上，还需增加预留的二次调频备用容量P2-2为1800MW，全过程仿真结果如图6所示，其中示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。

[0058] 在步骤8，投入直流孤岛送出电网FLC功能。

[0059] 在步骤9，采用全过程动态仿真程序，计算在功率缺额ΔP2条件下，直流孤岛送出电网频率恢复至F2，且FLC直流功率调制量在二次调频动作前恢复为0，直流孤岛送出电网所需预留的二次调频备用容量P3-2为1800MW，全过程仿真结果如图7所示，其中示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标云南孤岛外送电网频率恢复情况。图8示出了根据本发明实施例在功率缺额ΔP2(3000MW)条件下满足F2目标各直流FLC直流功率调制量动作情况，在二次调频动作前(180秒)，各直流FLC直流功率调制量恢复为0。

[0060] 在步骤10，P1-2(200MW)和P2-2(1800MW)即为直流孤岛送出电网能够抵御N-1和N-2故障的两级二次调频备用容量配置，P3-2即为直流孤岛送出电网配置FLC下能够抵御N-2故障的二次调频备用容量配置。

[0061] 本发明具有以下一个或多个有益效果：

[0062] (1)以往方案在确定全网负荷备用最小值时，依据经验，采用全网最大负荷的某一比例(2％-8％)，需后续大量计算校验其合理性。采用本技术方案，通过对直流孤岛外送电网方式分析，找出N-1、N-2最大的功率缺额，以此作为校验方案合理性的故障，能够减轻计算量。

[0063] (2)以往方案二次调频备用是由全网负荷备用最小值中扣除一次调频备用后得到，是否能够满足二次调频目标无法确定。采用本技术方案，设立F2标准来目标来评估直流孤岛送出电网二次调频情况，能够确保所得二次调频备用容量能够满足二次调频要求。

[0064] (3)以往方案在配置二次调频容量时，未考虑系统网架结构特性。采用本技术方案，考虑了直流孤岛送出电网配置FLC后的影响。

[0065] 尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的多种改变。因此，本发明的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。