[實用新型]多端柔性直流輸電設備

有效

• 申請號: 201520011423.3
• 申請日: 2015-01-08
• 公開（公告）號: CN204333972U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 歐開健;郭海平;郭琦;林雪華;岳偉;翁海清;張海濤;王國強
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;榮信電力電子股份有限公司;北京榮信慧科科技有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

技術領域

本實用新型屬于多端柔性直流輸電系統技術領域，尤其涉及多端柔性直流輸電設備。

背景技術???????????????????????

多端柔性直流輸電系統是在同一直流網絡中，含有兩個以上VSC換流站的柔性直流輸電系統。其最顯著的特點在于能夠實現多電源供電、多落點受電。作為一種靈活、快捷的輸電方式，多端柔性直流輸電技術在風電等新能源并網、構筑城市直流配電網等領域具有廣闊的應用前景。

多端柔性直流輸電設備穩定運行的重要前提是直流電壓的穩定。目前，直流電壓控制器有主從控制、直流電壓偏差控制及直流電壓斜率控制。其中，主從控制實現簡單，但對換流站間通信要求較高，換流站間通信的準確性直接影響控制效果。電壓偏差控制無需站間通信，但設計復雜，控制器參數的選取會對控制的效果造成影響。直流電壓斜率控制方法無需站間通信，結構簡單，根據各換流站不同的容量特性設定各自斜率不同的調差特性曲線，實現多個換流站共同作用、同時決定系統運行狀態，能夠彌補只采用一個換流站作為主站進行直流電壓控制的缺陷。

定直流電壓斜率控制方法，可以采用電壓-有功功率下降特性或采用電壓-電流下降特性兩種方法，斜率一般按容量進行整定，但定直流電壓斜率控制有兩個問題，第一個問題是由于定直流電壓站采用了直流電壓斜率控制，當實際功率偏離了下垂特性設計的額定功率，會導致直流電壓偏移額定電壓，第二個問題是設計多個定直流電壓站之間功率分配時，現有技術中通常忽略掉線路電阻，導致多個定直流電壓控制站之間的功率分配偏離設計的分配比例。

因此，針對現有技術不足，提供一種多端柔性直流輸電設備中多個定直流電壓站的功率分配方法以克服現有技術不足甚為必要。

發明內容

本實用新型的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種多端柔性直流輸電設備，既能將多端柔性直流輸電設備的運行電壓穩定到額定電壓上，又能使多個定直流電壓站的功率按照設定的比例分配，且不受線路電阻的影響。

本實用新型的上述目的通過如下技術手段實現。

提供一種多端柔性直流輸電設備，含有三個以上柔性直流換流站或由三個以上柔性直流換流站構成的柔性直流輸電系統，其中至少兩個換流站為采用直流電壓斜率控制的定直流電壓站，其余換流站為采用定有功功率控制的定功率換流站。

上述多端柔性直流輸電設備設置有n個定直流電壓站、m個定功率換流站和一個功率分配器，其中，n為大于等于2的自然數，m為大于等于1的自然數；

n個定直流電壓站分別為第1定直流電壓站、第2定直流電壓站、……第i定直流電壓站、……和第n定直流電壓站，1≤i≤n；

m個定功率換流站分別為1定功率換流站、第2定功率換流站、……第y定功率換流站、……和第m定功率換流站，1≤i≤m；

所述功率分配器設置有功率反饋計算器和n個與定直流電壓站一一對應連接的直流電壓控制器，n個直流電壓控制器分別為第1直流電壓控制器、第2直流電壓控制器、……第i直流電壓控制器、……和第n直流電壓控制器；

所述功率反饋計算器設置有n個濾波器和一個加法器，n個濾波器分別與n個定直流電壓站一一對應連接，n個濾波器分別為第1濾波器、第2濾波器、……第i濾波器、……和第n濾波器；

第i定直流電壓站的有功功率反饋值P_fi輸入端與第i濾波器的輸入端連接，第i濾波器輸出第i定直流電壓站有功功率反饋值P_fbki，第i濾波器的輸出端與加法器的輸入端連接，加法器求和計算獲得定直流電壓站的總有功功率P，加法器的輸出端分別與每個直流電壓控制器的輸入端連接；

每個直流電壓控制器分別設置有分配器、第一比較器、比例積分器、第二比較器和直流電壓斜率控制器；

第i直流電壓控制器設置有分配器i、第一比較器i、比例積分器i、第二比較器i和直流電壓斜率控制器i；

第i直流電壓控制器的分配器i的分配系數設置為k_i，n個直流電壓控制器的分配器的分配系數滿足式（2）：

；

加法器的輸出端輸出總有功功率P，加法器的輸出端與分配器i的輸入端連接，分配器i的輸出端、第i定直流電壓站的有功功率反饋值P_fbki輸出端分別輸入至第一比較器i，第一比較器i的輸出端與比例積分器i的輸入端連接，比例積分器i的輸出端、分配器i的輸出端分別與直流電壓斜率控制器i的輸入端連接；

每個定直流電壓站分別設置有直流電壓斜率控制單元、外環電壓控制器、內環電流控制器和反PARK變換器及換流閥；