一种协控主站中多种协控措施的协同控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种协控主站中多种协控措施的协同控制方法。

背景技术

为了应用直流输电系统的紧急功率控制或功率调制功能提高跨区交直流混联电网的安全 稳定特性，科研工作者提出了包含1个或多个协控主站及多个协控子站的交直流协调控制系 统架构。在该系统架构中，协控主站通过各协控子站采集跨区交直流电网相关故障信息，并 根据控制算法计算所需的直流功率调制量，分配给相应的多个直流协控子站，实现对交直流 混联电网安全稳定特性的控制。

在最新的科研进展中，根据电网实际需求，跨区交直流协控系统需同时满足系统大扰动 下的功率紧急支援需求以及电网发生低频振荡或头摆冲击时的功率阻尼需求，以从多方面维 护电网安全稳定。据此，跨区交直流协控系统的协控主站中至少需要配置紧急功率控制与直 流功率调制两种控制功能。

在功能设计中，协控主站的紧急功率控制功能通常采集某个特定直流的闭锁故障信息， 并根据该回直流闭锁前的功率信息计算直流功率紧急控制量；而直流功率调制功能通常采集 某交流联络线有功功率信息，根据交流联络线有功功率波动计算直流功率调制量。从控制主 站功能设计可知，紧急功率控制与直流功率调制两种功能的触发条件不同，形式上两种功能 是相互独立的，但实际上对于电网中的某些特定故障形式，这两种控制功能可能会同时被触 发。

如图1所示，协控主站中包括紧急功率控制和直流功率调制两种措施。紧急功率控制中 的直流联络线协控子站与直流功率调制中的交流联络线协控子站的相互关系通常均为在交流 同步电网中的并列运行；直流输电系统1、直流输电系统n表示被协控主站控制的直流输电 系统。Block为直流联络线发出的直流联络线闭锁故障信号，P_ac为交流联络线的有功功率， P_mod1为协控主站发出的对直流输电系统1的控制量，P_modn为协控主站发出的对直流输电系统 n的控制量。

如果在某时刻，直流联络线协控子站发生单极或双极闭锁故障，按照功能设计，该故障 必然会导致协控主站中紧急功率控制功能动作；但同时，由于直流联络线协控子站的闭锁故 障，同时亦将导致与其并列运行的交流联络线发生大幅功率振荡，继而引发协控主站中直流 功率调制功能的动作。

实际上，紧急功率控制功能已经在初始设计时保留了足够的应对直流联络线协控子站发 生闭锁故障的控制量措施，单独动作即可满足系统稳定需求；两种功能同时动作，会导致系 统故障后的响应复杂，带来不可控的反向作用，降低系统故障后的安全稳定性能。因此针对 这种情况，需要提出协控主站中同时包含紧急控制功能和功率调制功能等多种控制功能的协 同控制方法，使得多种控制功能之间解耦，符合对系统安全稳定控制的设计预期。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种协控主站中多种协控措施的协同控制方 法，分析了协控主站中紧急功率控制措施与直流功率调制措施两种不同控制逻辑的操作时序 及控制性能要求，根据分析结果提出了在功率调制功能中增加延时，以使得两种协控措施可 以协同工作。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种协控主站中多种协控措施的协同控制方法，所述协控措施包括紧急功率 控制措施和直流功率调制措施；所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定协控主站的紧急功率控制措施及其动作时序；

步骤2：确定协控主站的直流功率调制措施及其动作时序；

步骤3：对紧急功率控制措施和直流功率调制措施进行协同控制。

所述步骤1中，协控主站的紧急功率控制措施如下：

直流联络线协控子站发生闭锁故障时，其判断发生闭锁故障后，发送直流闭锁故障信息 至协控主站；所述协控主站接收到直流闭锁故障信息后，判断是否需要进行紧急功率控制， 如果需要进行紧急功率控制，则将紧急功率控制允许信号K_emg置为1，并确定紧急功率控制 量，之后协控主站将紧急功率控制量下发至直流协控子站；所述直流协控子站接收到紧急功 率控制量后，将紧急功率控制量发送至直流控制保护系统。

协控主站进行紧急功率控制的动作时序如下：

直流联络线协控子站判断发生闭锁故障的时间为100ms～120ms；

直流闭锁故障信息在直流联络线协控子站与协控主站之间传输的时间为5ms～10ms；

协控主站进行紧急功率控制判断的时间为1ms；

紧急功率控制量在协控主站与直流协控子站之间传输的时间为15ms～20ms；

紧急功率控制量在直流协控子站与直流控制保护系统之间传输的时间为130ms～150ms。

从直流联络线协控子站发生闭锁故障至协控主站进行紧急功率控制的时间为106ms～ 136ms。

所述步骤2中，协控主站的直流功率调制措施如下：

交流联络线协控子站实时采集交流联络线的有功功率并发送给协控主站，协控主站通过 判断交流联络线的有功功率是否满足直流功率调制动作条件确定是否需要进行直流功率调 制，如果需要进行直流功率调制，则将直流功率调制允许信号K_mod置为1，确定直流功率调 制量，之后协控主站将直流功率调制量下发至直流协控子站；所述直流协控子站接收到直流 功率调制量后，将直流功率调制量发送至直流控制保护系统。

协控主站实时判断交流联络线的有功功率是否满足直流功率调制动作条件，直流功率调 制动作条件包括阈值条件和死区条件；当阈值条件和死区条件都满足时协控主站进行直流功 率调制，协控主站将直流功率调制允许信号K_mod置为1；

其中，阈值条件为：|P_ac|＞P_t，P_ac表示交流联络线的有功功率，P_t表示交流联络线的有 功功率阈值；

死区条件为：|ΔP_ac|＞P_d，ΔP_ac表示交流联络线的有功功率波动幅值，P_d表示交流联络线 的有功功率波动死区。

所述步骤2中，协控主站进行直流功率调制的动作时序如下：

交流联络线的有功功率在交流联络线协控子站与协控主站之间传输的时间为1ms～5ms；

协控主站进行直流功率调制判断的时间为10ms～20ms；

直流功率率调制量在协控主站与直流协控子站之间传输的时间为15ms～20ms；

直流功率率调制量在直流协控子站与直流控制保护系统之间传输的时间为130ms～ 150ms。

从交流联络线的有功功率发生波动至协控主站进行直流功率调制的时间为26ms～45ms。

所述步骤3中，当交流联络线的有功功率满足直流功率调制动作条件，即协控主站进行 直流功率调制时，在直流功率调制允许信号K_mod的基础上，通过延时T_delay使直流功率调制的 动作时间晚于紧急功率控制；而当紧急功率控制动作后，则将直流功率调制措施屏蔽。

T_delay表示使直流功率调制的动作时间晚于紧急功率控制的时间，其大于紧急功率控制的 动作时间且小于头摆冲击达到峰值的时间，T_delay取值在0.3～1.0s之间。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的协控主站中多种协控措施的协同控制方法利用了电网对直流调制与紧急功 率控制动作时间要求的不同，采用在直流功率调制动作逻辑中增加延时环节的方法，使得协 控主站中直流功率调制与紧急功率控制能够协同工作，且该方法设计简洁，效果良好。

附图说明

图1是现有技术中协控主站功能设计示意图；

图2是本发明实施例中协控主站的紧急功率控制流程图；

图3是本发明实施例中协控主站的直流功率调制流程图；

图4是本发明实施例中直流功率调制的动作条件逻辑框图；

图5是本发明实施例中增加直流功率调制动作延时的协同控制逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种协控主站中多种协控措施的协同控制方法，所述协控措施包括紧急功率 控制措施和直流功率调制措施；所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定协控主站的紧急功率控制措施及其动作时序；

步骤2：确定协控主站的直流功率调制措施及其动作时序；

步骤3：对紧急功率控制措施和直流功率调制措施进行协同控制。

所述步骤1中，如图2，协控主站的紧急功率控制措施如下：

直流联络线协控子站发生闭锁故障时，其判断发生闭锁故障后，发送直流闭锁故障信息 至协控主站；所述协控主站接收到直流闭锁故障信息后，判断是否需要进行紧急功率控制， 如果需要进行紧急功率控制，则将紧急功率控制允许信号K_emg置为1，并确定紧急功率控制 量，之后协控主站将紧急功率控制量下发至直流协控子站；所述直流协控子站接收到紧急功 率控制量后，将紧急功率控制量发送至直流控制保护系统。

协控主站进行紧急功率控制的动作时序如下：

直流联络线协控子站判断发生闭锁故障的时间为100ms～120ms；

直流闭锁故障信息在直流联络线协控子站与协控主站之间传输的时间为5ms～10ms；

协控主站进行紧急功率控制判断的时间为1ms；

紧急功率控制量在协控主站与直流协控子站之间传输的时间为15ms～20ms；

紧急功率控制量在直流协控子站与直流控制保护系统之间传输的时间为130ms～150ms。

从直流联络线协控子站发生闭锁故障至协控主站进行紧急功率控制的时间为106ms～ 136ms。

所述步骤2中，如图3，协控主站的直流功率调制措施如下：

交流联络线协控子站实时采集交流联络线的有功功率并发送给协控主站，协控主站通过 判断交流联络线的有功功率是否满足直流功率调制动作条件确定是否需要进行直流功率调 制，如果需要进行直流功率调制，则将直流功率调制允许信号K_mod置为1，确定直流功率调 制量，之后协控主站将直流功率调制量下发至直流协控子站；所述直流协控子站接收到直流 功率调制量后，将直流功率调制量发送至直流控制保护系统。

如图4，协控主站实时判断交流联络线的有功功率是否满足直流功率调制动作条件，直 流功率调制动作条件包括阈值条件和死区条件；当阈值条件和死区条件都满足时协控主站进 行直流功率调制，协控主站将直流功率调制允许信号K_mod置为1；

其中，阈值条件为：|P_ac|＞P_t，P_ac表示交流联络线的有功功率，P_t表示交流联络线的有 功功率阈值；

死区条件为：|ΔP_ac|＞P_d，ΔP_ac表示交流联络线的有功功率波动幅值，P_d表示交流联络线 的有功功率波动死区。

所述步骤2中，协控主站进行直流功率调制的动作时序如下：

交流联络线的有功功率在交流联络线协控子站与协控主站之间传输的时间为1ms～5ms；

协控主站进行直流功率调制判断的时间为10ms～20ms；

直流功率率调制量在协控主站与直流协控子站之间传输的时间为15ms～20ms；

直流功率率调制量在直流协控子站与直流控制保护系统之间传输的时间为130ms～ 150ms。

从交流联络线的有功功率发生波动至协控主站进行直流功率调制的时间为26ms～45ms。

所述步骤3中，如图5，当交流联络线的有功功率满足直流功率调制动作条件，即协控 主站进行直流功率调制时，在直流功率调制允许信号K_mod的基础上，通过延时T_delay使直流功 率调制的动作时间晚于紧急功率控制；而当紧急功率控制动作后，则将直流功率调制措施屏 蔽。

T_delay表示使直流功率调制的动作时间晚于紧急功率控制的时间，其大于紧急功率控制的 动作时间且小于头摆冲击达到峰值的时间，T_delay取值在0.3～1.0s之间。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域 的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求 保护范围之内。