[發明專利]一種多端柔性直流輸電系統的控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310585802.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103606945A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 馬巍巍;李泓志;季蘭蘭;王海田;楊杰;閻發友
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種多端柔性直流輸電系統的控制系統，其特征在于，所述系統包括直流上層調度控制子系統及每個換流站的站控子系統；所述直流上層調度控制子系統和每個換流站的站控子系統之間通過站間通訊網絡分別連接。

2.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述直流上層調度控制子系統包括系統決策控制主機、順序事件記錄系統、現場總線系統和分布式I/O接口；所述系統決策控制主機通過現場總線系統與順序事件記錄系統和分布式I/O接口分別連接。

3.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述站控系統包括站控主機、順序事件記錄系統、現場總線系統和分布式I/O接口；所述站控主機通過現場總線系統與順序事件記錄系統和分布式I/O接口分別連接。

4.一種多端柔性直流輸電系統的控制方法，其特征在于，所述控制方法用的系統為多端柔性直流輸電系統的控制系統，所述方法包括下述步驟：

（1）確定直流系統的直流電壓主控站；

（2）確定直流系統的公共參考電壓、各換流站功率指令及斜率控制的下垂系數；

（3）直流上層調度控制子系統將直流系統的公共參考電壓、各換流站功率指令及斜率控制的下垂系數傳遞給每個換流站；

（4）直流系統狀態估計，判斷是否有故障發生；若直流系統運行正常，則直流上層調度控制子系統根據換流站運行狀況重新計算多端直流系統最優潮流，并修正直流系統的公共參考電壓、各換流站功率指令及斜率控制的下垂系數；否則，進行N-1事件校驗并發送預定控制保護動作時序；

（5）換流站的站控系統執行控制，并將采集的換流站信息進行反饋，同時返回步驟（4）。

5.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟（1）中，上層調度控制系統根據各換流站交流側容量及功率需求，確定直流系統的直流電壓主控站。

6.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟（2）中，以直流系統網絡損耗最小為目標，結合各換流站交流側功率需求、換流器和直流線路約束條件，計算直流網絡最優潮流，確定直流系統的公共參考電壓、各換流站功率指令及斜率控制的下垂系數；

基于直流系統公共參考電壓的換流站下垂控制模塊包括電壓比較器、兩個功率比較器、功率放大器、增益單元和比例積分控制單元；所述電壓比較器、功率放大器和增益單元依次連接；增益單元的輸出傳送至其中一個功率比較器和另一個功率比較器的輸出進行比較后，將比較結果傳送至比例積分控制單元；基于直流系統公共參考電壓的換流站下垂控制模塊的數學模型用下式表示：

(Pj-Pjref)+(UDC_common-Udciref)Dj=1]]>①；

其中：P_j為換流站交流側PCC處有功功率、為換流站接收的上層調度控制子系統功率指令、U_{DC_common}為直流電壓控制換流站測得的端口直流電壓、為上層調度控制子系統確定的直流系統公共參考電壓和D_j換流站下垂控制系數。

7.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，經過所述步驟（3）使得整個直流系統穩態運行時系統損耗最少，同時換流器和直流線路不會出現過負荷。

8.如權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步驟（4）中，N-1事件校驗包括：

<1>直流上層調度控制子系統對換流站的換流器退出運行引起的N-1事件進行校驗；

<2>直流上層調度控制系統對直流線路引起的N-1事件進行校驗。