[發(fā)明專利]一種混合多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制方法

有效

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• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107069757B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐敏;馬琳琳;武誠;王小波;李新;張冰;王亮;管荑;吳金玉;晉飛;馬強(qiáng);劉曉亮;王娟娟;盧曉惠;宋戰(zhàn)慧;李國強(qiáng);劉貫紅;黃海麗;李俄昌;褚曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司濰坊供電公司;國網(wǎng)山東省電力公司;山東大學(xué)
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/36
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種混合多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制方法。

背景技術(shù)

三級電壓控制模式是國際上普遍采用的電力系統(tǒng)電壓控制模式，已在法國、意大利、西班牙、比利時(shí)和巴西等國家付諸實(shí)施，國內(nèi)大多數(shù)省網(wǎng)也投入運(yùn)行，并且取得了較好的效果。在此模式下，其中二級電壓控制的主要目標(biāo)是以某種協(xié)調(diào)策略重新設(shè)置區(qū)域內(nèi)一級電壓控制層的各自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，使中樞點(diǎn)的電壓值偏離三級電壓控制層設(shè)定的中樞點(diǎn)電壓參考值在可接受的范圍之內(nèi)。二級電壓控制是連接其他兩個(gè)層次的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能夠從區(qū)域電壓穩(wěn)定的角度出發(fā)，合理、協(xié)調(diào)地分配本區(qū)以內(nèi)各電壓/無功源的無功功率，在一定程度上能夠改善區(qū)域的電壓水平和提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和電力體制改革的逐步深化，電力市場環(huán)境的競爭愈演愈烈，為了提高經(jīng)濟(jì)性，愈來愈多的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)已接近或者達(dá)到了系統(tǒng)的運(yùn)行極限，電壓穩(wěn)定問題日益突出。尤其在我國西電東送的大背景下，大量的功率通過遠(yuǎn)距離交/直流輸電線路饋入負(fù)荷中心，形成了典型的多饋入直流系統(tǒng)。相對于單純的交流系統(tǒng)，多饋入直流受端交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性問題更加突出，主要表現(xiàn)在無功資源多樣化，控制手段復(fù)雜，多數(shù)控制設(shè)備僅僅依靠就地信息進(jìn)行控制等，造成了實(shí)現(xiàn)受端交流系統(tǒng)的電壓無功在線協(xié)調(diào)控制存在諸多困難。特別是含VSC-HVDC和LCC-HVDC饋入的混合多饋入直流系統(tǒng)，無功源更加復(fù)雜，如何對系統(tǒng)的無功源進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)與分配，是混合多饋入直流系統(tǒng)保持電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種混合多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制方法，本發(fā)明可在線協(xié)調(diào)控制混合多饋入直流系統(tǒng)的二級電壓。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種混合多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制方法，包括以下步驟：

(1)選定參加二級電壓控制的中樞點(diǎn)母線集合；

(2)根據(jù)全網(wǎng)的潮流方程，獲得中樞點(diǎn)母線電壓關(guān)于無功功率的靈敏度矩陣，并根據(jù)靈敏度矩陣建立二級電壓控制模型；

(3)對二級電壓控制模型進(jìn)行求解，求得各受控同步發(fā)電機(jī)和高壓直流換流站及其他中樞點(diǎn)的無功調(diào)節(jié)量，據(jù)此進(jìn)行二級電壓控制。

所述步驟(1)中，確定參加二級電壓控制的發(fā)電機(jī)高壓側(cè)的母線，高壓直流換流母線及其他參與二級電壓控制的樞紐變電站母線作為混合多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制的中樞母線集合。

所述步驟(2)中，靈敏度矩陣的獲取方法為：計(jì)算交流系統(tǒng)的潮流方程，如果有母線存在VSC-HVDC饋入或LCC-HVDC饋入，對系統(tǒng)的雅可比矩陣進(jìn)行相應(yīng)的修正，根據(jù)修正后的潮流方程求得多饋入直流系統(tǒng)的靈敏度方程。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中，當(dāng)母線i存在LCC-HVDC饋入，則根據(jù)第i饋LCC-HVDC饋入交流系統(tǒng)的有功功率與無功功率對換流母線i電壓幅值的偏導(dǎo)數(shù)對其雅可比矩陣進(jìn)行修正。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中，當(dāng)母線k存在VSC-HVDC饋入，則第k饋VSC-HVDC饋入交流系統(tǒng)有功功率和無功功率對換流母線k電壓相角和電壓幅值的偏導(dǎo)數(shù)對其雅可比矩陣進(jìn)行修正。

所述步驟(2)中，二級電壓控制模型的構(gòu)建方法為：根據(jù)獲得的靈敏度矩陣，結(jié)合采集的中樞點(diǎn)的電壓實(shí)際值，以及三級電壓控制下發(fā)中樞點(diǎn)的電壓參考值，建立以所有中樞點(diǎn)電壓偏離設(shè)定值的平方和最小為目標(biāo)的多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制模型。

所述步驟(2)中，多饋入直流系統(tǒng)二級電壓控制模型以電壓靈敏度方程為等式約束條件，以無功源的無功功率可調(diào)上下限為不等式約束條件。

進(jìn)一步的，不等式約束條件還包括VSC-HVDC無功可調(diào)上下限，LCC-HVDC換流站及其他中樞點(diǎn)內(nèi)無功補(bǔ)償裝置上下限。

所述步驟(3)中，采用二次規(guī)劃法對二級電壓控制模型進(jìn)行求解，求得各受控同步發(fā)電機(jī)和高壓直流換流站及其他中樞點(diǎn)的無功調(diào)節(jié)量。

所述步驟(3)中，對于發(fā)電機(jī)，無功控制策略以發(fā)電機(jī)無功調(diào)整量的形式下發(fā)，進(jìn)而將發(fā)電機(jī)無功調(diào)整量轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)機(jī)端的電壓參考值調(diào)整量，修改勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電壓控制。

所述步驟(3)中，對于VSC-HVDC換流站，無功控制策略以無功調(diào)整量的形式下發(fā)至VSC-HVDC換流站直流系統(tǒng)控制層，進(jìn)行換流器注入功率控制。

所述步驟(3)中，對于LCC-HVDC換流站，無功控制策略以無功調(diào)整量的形式下發(fā)至LCC-HVDC換流站控制器，換流站控制器下發(fā)指令到無功補(bǔ)償裝置控制器進(jìn)行無功補(bǔ)償控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：