一种考虑受端电网电压稳定的特高压直流暂态恢复优化方法、系统、终端及可读存储介质与流程

1.本发明涉及特高压直流系统运行控制技术领域，尤其涉及一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法、系统、终端及可读存储介质。


背景技术：

2.特高压直流系统大功率运行时，在直流换相失败的暂态恢复过程中，需从受端交流电网吸收大量的无功功率，导致受端电网动态无功支撑不足和暂态电压稳定问题日益凸显。为保持受端电网的暂态电压稳定，常规发电机组需预留一定的有功旋转备用容量，以增强机组的动态无功支撑能力。而常规机组预留旋转备用容量将降低负荷高峰期间电网的供电能力。为此，如何改善受端电网暂态电压稳定问题具有重要实际意义。
3.目前国内外，主要通过增加动态无功设备的方式，比如静止无功补偿器、调相机等，提高受端电网的暂态电压稳定水平。此外，部分文献提出了通过优化直流控制系统的相关参数来降低直流受端的暂态无功冲击。
4.其中，采用逆向思维，考虑受端电网电压稳定，优化暂态过程中直流有功功率恢复策略，必然会减小直流受端系统的暂态无功功率冲击，缓解了受端电网暂态电压稳定问题，降低了常规发电机组为保持电压稳定而预留的有功旋转备用容量。然而，如何从优化暂态过程中直流有功功率恢复策略的角度，提升受端电网暂态电压稳定还未有较好的技术手段，为此，本发明从优化暂态过程中直流有功功率的恢复策略的角度出发，提供一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术中如何从优化暂态过程中直流有功功率恢复策略的角度，提升受端电网暂态电压稳定还未有较好的技术手段的技术问题，提供了一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法、系统、终端及可读存储介质，其中，所述方法通过优化暂态过程中直流有功功率的恢复策略，以减小直流受端系统的暂态无功功率冲击，缓解了受端电网暂态电压稳定问题，降低了常规发电机组为保持电压稳定而预留的有功旋转备用容量。
6.一方面，本发明提供的一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法，包括以下步骤：
7.步骤s1：以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小为目标，至少将受端电网暂态电压稳定作为约束条件，建立特高压直流系统暂态恢复优化模型；
8.步骤s2：构建暂态稳定故障集以及确定最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系；
9.步骤s3：基于步骤s2构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，依据所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中设定的目标，计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
；
10.步骤s4：以所述旋转备用容量p
ri
为标准，选择所述暂态稳定故障集中部分故障加入最优控制故障集中，直流功率p
di
作为最优控制故障集对应暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
11.其中，优选步骤s4的具体实现过程为：遍历所述暂态稳定故障集，获取直流有功功率初始值p
d0
下故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，并基于所述发电机旋转备用容量p
rsk
与所述旋转备用容量p
ri
得到最优控制故障集，以及将直流功率p
di
作为暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
；
12.其中，将所述发电机旋转备用容量p
rsk
小于或等于所述旋转备用容量p
ri
时，对应的故障ω
k
及比所述故障ω
k
更严重的故障均加入最优控制故障集。
13.在受端交流电网发生大扰动的暂态过程中，直流从交流电网吸收的无功功率与直流有功功率呈正比关系，直流有功功率的恢复值越大、越快，直流从交流电网吸收的无功功率越大、冲击也越大。暂态过程中适当优化降低直流有功恢复值，可减少直流的暂态无功需求，提高系统暂态电压稳定性。因此，本发明针对最优控制故障集中的故障进行直流降功率优化控制，可以减小直流受端系统的暂态无功功率冲击。故，本发明优选采用上述方式确定最优控制故障集，应当理解，在不脱离本发明构思的基础上，选择暂态稳定故障集中部分严重故障也是能相对降低直流受端系统的暂态无功功率冲击，提高受端电网暂态电压稳定性。
14.本发明提出的直流暂态恢复优化方法先以优化暂态过程中直流的有功功率恢复策略为手段，以降低为保持受端电网暂态电压稳定而预留发电机组旋转备用容量为目标，构建的特高压直流系统暂态恢复优化模型的目标可以理解为以最小的直流有功功率降幅换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小，仅通过调整暂态过程中直流的有功功率恢复的较经济方式，改善受端电网暂态电压稳定性，从而降低发电机减组旋转备用容量，提高受端电网的供电能力，具有良好的推广应用价值。此外，本发明通过构建的暂态稳定故障集，大幅缩小了暂态稳定故障范围，以及基于最大交流故障ω1的数据进行求解，简化了算法计算过程。
15.其中，所述高压直流系统暂态恢复优化模型表示为：
16.min[λ1(p
r
‑
p
ref
)2 λ2(p
d
‑
p
d0
)2]
[0017]
v
l
(t
k
)≥t1p.u.,t
k
≥t2s
[0018]
p
dmin
≤p
d
≤p
dmax
[0019]
0≤p
r
≤p
rmax
[0020]
其中，p
r
、p
ref
分别为常规发电机组预留的旋转备用容量及期望值；p
d
、p
d0
分别为直流有功功率控制值和初始值；λ1、λ2分别为发电机组旋转备用容量、直流有功功率偏差加权系数，v
l
为负荷节点电压，t
k
为系统故障切除后时间，t1为暂态电压稳定阈值，t2为稳态时间阈值；p
dmin
为直流最小输送功率；p
dmax
为直流最大输送能力；p
rmax
为发电机旋转备用容量上限值。
[0021]
本发明设定的目标为：以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、
直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小，用以实现以最小的直流有功功率降幅，换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小，通过优化直流有功功率的恢复，以降低直流受端的暂态无功功率冲击，改善受端电网暂态电压稳定性。
[0022]
可选地，步骤s2中最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系表示如下：
[0023][0024]
其中，s为最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系矩阵，所述关系矩阵s中第1行表示直流有功功率，第2行表示发电机组旋转备用容量，p
dn
为直流有功功率控制最小值，且p
dn
≥p
dmin
，p
dmax
为直流最大输送能力，p
di
为直流有功功率控制值，p
d0
为直流有功功率初始值，p
r0
、p
ri
、p
rn
分别为直流有功功率p
d0
、p
di
、p
dn
对应的发电机组旋转备用容量；
[0025]
其中，直流有功功率控制最小值和直流有功功率初始值的中间值p
di
表示为：
[0026]
p
di
＝p
d0
‑
i
·
(p
d0
‑
p
dn
)/n
[0027]
其中，n为直流初始输送功率和最小控制功率之间的间隔总数，0≤i≤n。应当说明，间隔值的取值与直流有功功率初始值、直流有功功率控制最小值有关，一般取值为5
‑
10。
[0028]
在建立特高压直流系统暂态恢复优化模型之后，关键是建立直流不同有功功率、发电机组旋转备用容量以及暂态电压稳定的关系。本发明特征在于利用节电短路电流和暂态电压恢复时间，筛选形成暂态稳定故障集，大幅缩小了暂态稳定故障范围；仅建立暂态稳定故障集中最严重故障下，直流不同有功功率和发电机组旋转备用容量的关系矩阵，简化了后续求解直流暂态恢复优化模型。
[0029]
可选地，步骤s3中基于步骤s2构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，依据所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中设定的目标，计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
的过程如下：
[0030]
基于最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率初始值到最小值的顺序遍历直流有功功率值，获取首次满足下述公式时的直流有功功率p
di
：
[0031]
p
ri
‑
p
ref
≤ε1(p
r0
‑
p
ref
)
[0032]
其中，ε1表示发电机组初始旋转备用容量与期望值偏差的百分比系数，p
ref
为常规发电机组预留的旋转备用容量期望值，p
r0
为直流有功功率初始值p
d0
对应的发电机组旋转备用容量，p
ri
为直流有功功率p
di
对应的发电机组旋转备用容量。
[0033]
第二方面，本发明提高的一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法，包括以下步骤：
[0034]
步骤s1
‑
1：构建暂态稳定故障集以及确定最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系；
[0035]
步骤s1
‑
2：基于步骤s1
‑
1构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，按照如下公式计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转
备用容量p
ri
；
[0036]
其中，基于最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率初始值到最小值的顺序遍历直流有功功率值，获取首次满足下述公式时的直流有功功率p
di
：
[0037]
p
ri
‑
p
ref
≤ε1(p
r0
‑
p
ref
)
[0038]
其中，ε1表示发电机组初始旋转备用容量与期望值偏差的百分比系数，p
ref
为常规发电机组预留的旋转备用容量期望值，p
r0
为直流有功功率初始值p
d0
对应的发电机组旋转备用容量，p
ri
为直流有功功率p
di
对应的发电机组旋转备用容量；
[0039]
步骤s1
‑
3：以所述旋转备用容量p
ri
为标准，选择所述暂态稳定故障集中部分故障加入最优控制故障集中，直流功率p
di
作为最优控制故障集对应暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
[0040]
优选，其具体实现过程为：遍历所述暂态稳定故障集，获取直流有功功率初始值p
d0
下故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，并基于所述发电机旋转备用容量p
rsk
与所述旋转备用容量p
ri
得到最优控制故障集，以及将直流功率p
di
作为暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
；
[0041]
其中，将所述发电机旋转备用容量p
rsk
小于或等于所述旋转备用容量p
ri
时，对应的故障ω
k
及比所述故障ω
k
更严重的故障均加入最优控制故障集。
[0042]
可选地，步骤s2中构建暂态稳定故障集的过程如下：
[0043]
步骤s2.1：基于受端电网节点短路电流筛选出满足下述不等式的节点形成集合b，再依次将与集合b中各个节点相连的交流线路三相短路接地故障纳入暂态稳定故障集；
[0044]
|i
ci
‑
i
cmax
|/i
cmax
≤ε
[0045]
其中，i
ci
、i
cmax
分别为受端电网节点短路电流和最大节点短路电流；ε为预设的节点短路电流和最大节点短路电流的偏差系数；
[0046]
步骤s2.2：求取步骤s2.1的故障集中各故障的暂态电压恢复时间，并将暂态恢复时间按从大到小的顺序对故障的严重程度进行排序，形成暂态稳定故障集ω；
[0047]
其中，故障集中暂态电压恢复时间最长的故障为最大交流故障ω1。
[0048]
可选地，所述最优控制故障集和所述有功功率的最优值p
dpot
的获取过程如下：
[0049]
a：基于暂态稳定故障集ω选取故障ω
k
，利用时域仿真求取所述直流有功功率初始值p
d0
下发电机旋转备用容量p
rsk
；
[0050]
b：判断发电机旋转备用容量p
rsk
是否小于等于所述旋转备用容量p
ri
，若是，将故障ω1‑
ω
k
纳入最优控制故障集，有功功率的最优值p
dpot
＝p
d0
‑
(p
d0
‑
p
di
)，p
d0
为直流有功功率初始值；否则，取k＝k 1，k≤m，返回步骤a，m为暂态稳定故障集ω的故障数量。
[0051]
第三方面，本发明提高一种基于上述直流暂态恢复优化方法的系统，至少包括：暂态稳定故障集构建模块、最大交流故障处理模块、计算模块和策略获取模块，所述系统选择性还包括特高压直流系统暂态恢复优化模型构建模块；
[0052]
暂态稳定故障集构建模块，用于构建暂态稳定故障集；
[0053]
最大交流故障处理模块，用于确定所述暂态稳定故障集中的最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系；
[0054]
计算模块，用于基于构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，计算得
到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
；
[0055]
策略获取模块，用于以所述旋转备用容量p
ri
为标准，选择所述暂态稳定故障集中部分故障加入最优控制故障集中，直流功率p
di
作为最优控制故障集对应暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
；
[0056]
所述特高压直流系统暂态恢复优化模型构建模块，用于以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小为目标，以受端电网暂态电压稳定为约束条件，建立特高压直流系统暂态恢复优化模型。
[0057]
第四方面，本发明提高一种终端，其包括：
[0058]
一个或多个处理器；
[0059]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0060]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现：一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法的步骤。
[0061]
第五方面，本发明提供一种可读存储介质，其存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以实现：一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法的步骤。
[0062]
有益效果
[0063]
本发明提出了一种考虑受端电网电压稳定的特高压直流暂态恢复优化方法，先以优化暂态过程中直流的有功功率恢复策略为手段，以降低为保持受端电网暂态电压稳定而预留发电机组旋转备用容量为目标，建立特高压直流系统暂态恢复优化模型。之后，筛选形成暂态稳定故障集，并建立暂态稳定故障集中严重故障下，直流不同有功功率、发电机组旋转备用容量以及暂态电压稳定的关系。最后设计暂态过程中直流有功功率的最优恢复值和最优控制故障集。基于上述技术手段，本发明能够实现下述效果：
[0064]
1)仅通过调整暂态过程中直流的有功功率恢复的较经济方式，改善受端电网暂态电压稳定性，从而降低发电机减组旋转备用容量，提高受端电网的供电能力，具有良好的推广应用价值；
[0065]
2)利用节电短路电流和暂态电压恢复时间，筛选形成暂态稳定故障集，大幅缩小了暂态稳定故障范围；
[0066]
3)仅建立暂态稳定故障集中最严重故障下，直流不同有功功率和发电机组旋转备用容量的关系矩阵，简化直流暂态恢复优化模型的求解。
附图说明
[0067]
图1是本发明提供的特高压直流系统暂态最优控制策略示意图；
[0068]
图2是本发明提供的某特高压直流受端电网示意图；
[0069]
图3是本发明提供的不同直流有功恢复策略的电压响应对比；
[0070]
图4是本发明实施例1提供的一种考虑受端电网电压稳定的特高压直流暂态恢复优化方法的流程示意图。
具体实施方式
[0071]
本发明提供了一种考虑受端电网电压稳定的特高压直流暂态恢复优化方法，该方法以最小的直流有功功率降幅，换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小为目标，
设定了以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小的目标函数，建立一种特高压直流系统暂态恢复优化模型。再筛选形成暂态稳定故障集；并建立直流不同有功功率、发电机组旋转备用容量以及暂态电压稳定的关系，设计暂态过程中直流有功功率的最优恢复策略。下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0072]
实施例1：
[0073]
本实施例构建一种特高压直流系统暂态恢复优化模型，并基于该模型确定暂态过程中直流有功功率的最优恢复策略。其中，本实施例提供的一种考虑受端电网电压稳定的特高压直流暂态恢复优化方法，包括以下步骤：
[0074]
步骤s1：以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小为目标，至少将受端电网暂态电压稳定作为约束条件，建立特高压直流系统暂态恢复优化模型。其中，特高压直流系统暂态恢复优化模型中的目标函数如下：
[0075]
min[λ1(p
r
‑
p
ref
)2 λ2(p
d
‑
p
d0
)2]
ꢀꢀ
(1)
[0076]
其中，p
r
、p
ref
分别为常规发电机组预留的旋转备用容量及期望值；p
d
、p
d0
分别为直流有功功率控制值和初始值；λ1、λ2分别为发电机组旋转备用容量、直流有功功率偏差加权系数。从该目标函数可以理解为：以最小的直流有功功率降幅，换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小，即两个偏差之和最小。
[0077]
本实施例中设定的特高压直流系统暂态恢复优化模型中的约束条件如下：
[0078]
v
l
(t
k
)≥0.8p.u.,t
k
≥10s
ꢀꢀ
(2)
[0079]
p
dmin
≤p
d
≤p
dmax
ꢀꢀ
(3)
[0080]
0≤p
r
≤p
rmax
ꢀꢀ
(4)
[0081]
其中，v
l
为负荷节点电压，t
k
为系统故障切除后时间；p
dmin
为直流最小输送功率；p
dmax
为直流最大输送能力；p
rmax
为发电机旋转备用容量上限值。本实施例中以负荷节点电压大于或等于0.8p.u，对应系统故障切除后时间持续大于或等于10s为暂态电压稳定判据，即设置t1＝0.8p.u、t2＝10s。其他可行的实施例中，对其参数可以根据实际工程进行适应性调整。此外，本实施例中还针对直流有功功率控制值p
d
、常规发电机组预留的旋转备用容量p
r
设定了约束条件。
[0082]
因此，构建的特高压直流系统暂态恢复优化模型，即式(1)
‑
(4)。
[0083]
步骤s2：构建暂态稳定故障集以及确定最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系。
[0084]
本实施例中依据节电短路电流和暂态电压恢复时间，求取受端电网交流故障对暂态电压稳定影响的排序，筛选形成暂态稳定故障集，其中，步骤s2的实现过程如下：
[0085]
步骤s2.1：基于受端电网节点短路电流，建立受端电网三相交流短路故障的暂态稳定故障集。将受端电网节点短路电流按从大到小的顺序排列，筛选出满足不等式(5)的短路电流较大的节点形成集合b。对节点集b中，依次将与各节点相连的交流线路三相短路接地故障纳入暂态稳定故障集。
[0086]
|i
ci
‑
i
cmax
|/i
cmax
≤ε
ꢀꢀ
(5)
[0087]
其中，i
ci
、i
cmax
分别为受端电网节点短路电流和最大节点短路电流；ε为预设的节点短路电流和最大节点短路电流的偏差系数。
[0088]
步骤s2.2：利用时域仿真求取步骤s2.1的故障集中各故障的暂态电压恢复时间，并将恢复时间按从大到小的顺序对故障的严重程度进行排序，形成故障集ω＝[ω1,ω2,
…
ω
m
]，同时定义故障集中恢复时间最长的故障为ω1，m表示故障集ω中故障数量。暂态电压恢复时间是故障正常切除后，所有节点电压首次恢复至0.8p.u.对应的时间最大值，即，对暂态稳定故障集中各交流线路依次发生三相短路故障正常切除后，得到所有节点电压首次恢复至0.8p.u.对应的时间最大值t
maxi
，即某一故障的暂态电压恢复时间。其中，每个节点电压存在一个首次恢复至0.8p.u.的时间，取所有节点中电压恢复至0.8p.u.的最长时间，作为故障的暂态电压恢复时间。其中，一次短路故障是指电网中只有一条线路(或者同杆双回线)发生短路故障后，保护装置将该故障线路断开切除，其它线路正常运行。
[0089]
步骤s2.3：以保持电网暂态电压稳定为判据，即满足式(2)，建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系矩阵s。
[0090][0091]
其中，矩阵s第1行表示直流有功功率，第2行表示发电机组旋转备用容量。p
dn
为直流有功功率控制最小值，且p
dn
≥p
dmin
；p
r0
、p
ri
、p
rn
分别为直流有功功率p
d0
、p
di
、p
dn
对应的发电机组旋转备用容量。p
di
表示为：
[0092]
p
di
＝p
d0
‑
i
·
(p
d0
‑
p
dn
)/n
[0093]
其中，n为直流初始输送功率和最小控制功率之间的间隔数，i对应矩阵s中第i 1列元素，0≤i≤n。上述公式为插值公式，在直流初始输送功率p
d0
和最小控制功率p
dn
之间进行线性插值，得到不同直流有功功率p
di
，再利用时域仿真方法求取交流故障ω1正常切除后，将直流有功功率控制为p
di
时，在满足式(2)的稳定约束下，得到发电机组旋转备用容量p
ri
。
[0094]
步骤s3：基于步骤s2构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，依据所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中设定的目标，计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
。
[0095]
其中，以公式1为目标，遍历公式6中的直流有功功率控制值和发电机组旋转备用容量得到满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
。
[0096]
本实施例中优选采用下述公式确定满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
：
[0097]
顺序比较式(6)中发电机组旋转备用容量p
ri
和期望值p
ref
，当p
ri
首次满足式(7)时，停止比较并得到对应的直流功率p
di
。
[0098]
p
ri
‑
p
ref
≤ε1(p
r0
‑
p
ref
)
ꢀꢀ
(7)
[0099]
其中，ε1表示发电机组初始旋转备用容量与期望值偏差的百分比系数，取值范围一般为0.05～0.1。公式7的设定，一方面是为了寻找到满足：以最小的直流有功功率降幅，换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小的目标，二方面是考虑到式(6)中矩阵s第1行表示的直流功率是离散的，导致p
ri
不能完全等于p
ref
。因此，设置一个误差区间，只要在
该区间内，就认为机组旋转备用满足要求。
[0100]
步骤s4：遍历所述暂态稳定故障集，获取直流有功功率初始值p
d0
下故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，并基于所述发电机旋转备用容量p
rsk
与所述旋转备用容量p
ri
得到最优控制故障集，以及将直流功率p
di
作为暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
[0101]
其中，实现过程如下：
[0102]
步骤s4.1：利用时域仿真求取满足式(2)条件下，故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，初始设定k＝2。
[0103]
步骤s4.2：检验发电机组旋转备用容量p
rsk
是否小于等于发电机组旋转备用容量p
ri
。如果p
rsk
不满足式(8)，则进入步骤s3.4；如果p
rsk
满足式(8)，则直流在暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
＝p
d0
‑
(p
d0
‑
p
di
)，同时最优控制的故障集为ω
opt
＝[ω1,
…
,ω
k
]，即将故障ω
k
之前的所有故障均加入最优控制的故障集中。直流系统暂态恢复优化策略如图1所示，即在受端电网发生故障集ω
opt
中的故障正常切除后，将直流有功功率优化至p
dpot
进行恢复。
[0104]
p
rsk
≤p
ri
ꢀꢀ
(8)
[0105]
步骤s3.4：取k＝k 1，k≤m，利用时域仿真求取满足式(2)条件下，故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，跳转到步骤s3.3。
[0106]
本实施例中，故障集中非最优控制的故障集中的其他故障发生后，直流按初始有功功率恢复。本发明选择对个别严重故障进行降功率优化控制，从而改善受端电网暂态电压稳定性的同时，尽量保证直流的全功率恢复。具体是，在步骤s3得到直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
后，只需将发电机旋转备用容量p
rsk
大于p
ri
的较严重故障纳入故障控制集，进行直流降功率优化控制；在其它故障下，直流仍然按初始有功功率恢复。即，只针对较严重故障进行降功率优化控制。
[0107]
综上所述，本发明所述方法通过优化暂态过程中直流有功功率的恢复策略，以减小直流受端系统的暂态无功功率冲击，缓解了受端电网暂态电压稳定问题，降低了常规发电机组为保持电压稳定而预留的有功旋转备用容量。
[0108]
实施例2：
[0109]
本实施例区别于实施例1在于，本实施例中直接利用上述公式(6)和(7)寻找到满足：以最小的直流有功功率降幅，换取发电机旋转备用容量与其期望值的偏差最小目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
。具体的，本实施例提供的一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法，包括以下步骤：
[0110]
步骤s1
‑
1：构建暂态稳定故障集以及确定最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系；
[0111]
步骤s1
‑
2：基于步骤s1
‑
1构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，按照公式(6)和公式(7)计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
；
[0112]
其中，基于最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率从大到小的顺序遍历直流有功功率值，获取首次满足公式(7)时的直流有功功率p
di
：再得到直流有功功率p
di
对应的发电机组旋转备用容量p
ri
。
[0113]
步骤s1
‑
3：遍历所述暂态稳定故障集，获取直流有功功率初始值p
d0
下故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，并基于所述发电机旋转备用容量p
rsk
与所述旋转备用容量p
ri
得到最优控制故障集，以及将直流功率p
di
作为暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
[0114]
需要说明的是，本实施例中各个步骤的具体实现过程可以参照实施例1的陈述。
[0115]
实施例3：
[0116]
本实施例提供了一种基于上述直流暂态恢复优化方法的系统，至少包括：暂态稳定故障集构建模块、最大交流故障处理模块、计算模块和策略获取模块。
[0117]
其中，暂态稳定故障集构建模块，用于构建暂态稳定故障集；
[0118]
最大交流故障处理模块，用于确定所述暂态稳定故障集中的最大交流故障ω1，再基于所述特高压直流系统暂态恢复优化模型中的稳态约束建立最大交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系；
[0119]
计算模块，用于基于构建的直流有功功率、发电机组旋转备用容量的关系，计算得到最大交流故障ω1暂态恢复过程中满足所述目标的直流功率p
di
和旋转备用容量p
ri
；
[0120]
策略获取模块，用于以所述旋转备用容量p
ri
为标准，选择所述暂态稳定故障集中部分故障加入最优控制故障集中，直流功率p
di
作为最优控制故障集对应暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
[0121]
其中，优选遍历所述暂态稳定故障集，获取直流有功功率初始值p
d0
下故障ω
k
的发电机旋转备用容量p
rsk
，并基于所述发电机旋转备用容量p
rsk
与所述旋转备用容量p
ri
得到最优控制故障集，以及将直流功率p
di
作为暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
。
[0122]
在一些可行的方式中，所述系统选择性还包括特高压直流系统暂态恢复优化模型构建模块。其中，所述特高压直流系统暂态恢复优化模型构建模块，用于以受端电网常规发电机组旋转备用容量与期望值的偏差、直流有功功率控制值与初始值的偏差之和最小为目标，以受端电网暂态电压稳定为约束条件，建立特高压直流系统暂态恢复优化模型。
[0123]
其中，各个单元模块的具体实现过程请参照前述方法的对应过程。应当理解，上述单元模块的具体实现过程参照方法内容，本发明在此不进行具体的赘述，且上述功能模块单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。同时，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0124]
实施例4：
[0125]
本实施例提供一种终端，其包括：
[0126]
一个或多个处理器；
[0127]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0128]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现：一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法的步骤。其中，各个步骤的具体实现过程请参照前述方法的阐述。
[0129]
该终端还包括：通信接口，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
[0130]
其中，存储器可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性除颤器，例如至少一个磁盘存储器。
[0131]
如果存储器、处理器和通信接口独立实现，则存储器、处理器和通信接口可以通过
总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构总线，外部设备互联总线或扩展工业标准体系结构总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
[0132]
可选的，在具体实现上，如果存储器、处理器和通信接口集成在一块芯片上，则存储器、处理器即通信接口可以通过内部接口完成相互之间的通信。
[0133]
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
[0134]
实施例5：
[0135]
本实施例提供一种可读存储介质，其存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以实现：一种考虑受端电网电压稳定的直流暂态恢复优化方法的步骤。
[0136]
所述可读存储介质为计算机可读存储介质，其可以是前述任一实施例所述的控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述可读存储介质也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述可读存储介质还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0137]
基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0138]
以下将以某应用为例子进一步说明本发明的优点和有益效果。
[0139]
某实际特高压直流受端电网示意图如图2所示。其中，直流额定电压为800kv，额定功率为8000mw。直流最大送电能力为5500mw，最小运行功率800mw。特高压直流系统有功功率p
d0
＝5500mw时，为保持受端电网暂态电压稳定，负荷中心火电机组旋转备用总容量约2000mw。负荷中心火电机组旋转备用总容量期望值为1600mw。
[0140]
通过计算电网中各节点短路电流，并利用式(5)，即|i
ci
‑
i
cmax
|/i
cmax
≤ε，ε＝0.05，得到短路电流较大的节点集合b＝[g，h，f]。与节点集合b节点相连的交流线路三相短路接地故障为暂态稳定故障集，即[gh,gd,ge,gl,he,hm,fd,fa,fm]。
[0141]
通过时域仿真法，求取暂态稳定故障集中各故障的暂态电压恢复时间，并按从大到小的顺序进行排序，形成故障集ω＝[gh,ge,fd,he,gd,gl,fa,hm,fm]，其中恢复时间最
长的故障ω1＝gh。
[0142]
交流故障ω1暂态恢复过程中直流有功功率和发电机组旋转备用容量的关系矩阵s为
[0143][0144]
利用式(7)求得，p
di
＝4300mw，对应发电机旋转备用容量p
ri
＝1610mw。则直流在暂态恢复过程中有功功率的最优值p
dpot
＝p
d0
‑
(p
d0
‑
p
di
)＝4300mw，最优控制的故障集为ω
opt
＝[gh,ge,fd]。
[0145]
为对比本发明方法的优点，选择以下三种直流恢复策略：
[0146]
策略1：直流全功率恢复至初始值5500mw；
[0147]
策略2：直流功率恢复至4700mw；
[0148]
策略3：直流功率优化恢复至4300mw。
[0149]
故障设置：t＝1s时，线路gh发生三相接地故障，0.1s后故障线路gh被切除。上述3种直流恢复策略下，在保持负荷中心火电机组旋转备用总容量相同时，节点电压变化曲线如图3所示。由图可见，节点电压恢复到0.8p.u.以上，直流恢复策略1、策略2、策略3所需时间分别为5.3、2.8s、2s。因此，本发明所提直流在暂态恢复过程中有功最优恢复策略3优于当前直流全功率恢复策略1。
[0150]
需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。