[發(fā)明專利]一種面向能源互聯(lián)網(wǎng)的交直流電網(wǎng)運行控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710579492.8
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107276083B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧衛(wèi);裴瑋;肖浩;李蘊;黃仁樂;孫健;賈東強;蒲天驕;陳乃仕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電工研究所;國網(wǎng)北京市電力公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/36;H02J3/46;H02J3/48
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種面向能源互聯(lián)網(wǎng)的交直流電網(wǎng)運行控制方法，其特征在于：所述面向能源互聯(lián)網(wǎng)的交直流電網(wǎng)，包括：交流系統(tǒng)、直流網(wǎng)以及換流站；每個交流系統(tǒng)通過換流站接入直流網(wǎng)，多個交流系統(tǒng)通過直流網(wǎng)互聯(lián)；換流站工作時的控制模式包含控制直流母線電壓模式、控制有功/無功功率模式、控制交流電壓/頻率模式，控制交流電壓/頻率模式分為交流恒壓恒頻控制模式以及交流下垂控制模式；其中：

所述直流網(wǎng)包括：直流負載、直流斷路器及直流線路，直流線路接入換流站的直流側(cè)，直流負載通過直流斷路器與直流線路連接；

所述每個交流系統(tǒng)包括：交流線路、交流斷路器、交流負載、交流變壓器和交流母線；交流母線通過交流線路接入交流變壓器，交流負載通過交流斷路器與交流線路接入交流母線，并通過交流斷路器與交流線路接入換流站的交流側(cè)；

所述運行控制方法步驟如下：

步驟(1)運行能力分析

當由交直流電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)產(chǎn)生某換流站主動轉(zhuǎn)供，或者預警發(fā)現(xiàn)某交流線路出現(xiàn)異常，需要斷開交流側(cè)線路時，啟動運行分析，通過對各換流站當前運行狀態(tài)進行分析，計算各自的允許運行容量，在此基礎(chǔ)上進一步計算各自的優(yōu)先權(quán)值，確定最小值對應的換流站為主站，所述主站指采用控制直流母線電壓模式的換流站，主站在系統(tǒng)運行過程中承擔整個直流網(wǎng)的正常工作；

步驟(2)主站切換控制

當原本為主站的換流站由于主動轉(zhuǎn)換或者由于預警發(fā)現(xiàn)異常需要切換至控制交流電壓/頻率模式，以提供對交流系統(tǒng)的支撐而不再作為主站時，需要在其他的換流站中選出主站，維持交直流電網(wǎng)的正常運行；

步驟(3)多端協(xié)同調(diào)整

當主站切換后，交直流電網(wǎng)并非運行在優(yōu)化狀態(tài)，有些換流站對應的交流線路重載，有些換流站對應的線路輕載，需要通過各個換流站之間的功率重新調(diào)整和轉(zhuǎn)移，從輕載線路吸收部分功率注入重載線路，均衡主站切換后各換流站交流側(cè)線路負荷，避免因模式切換出現(xiàn)交流線路或者交流變壓器重載，有效提升系統(tǒng)的供電能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向能源互聯(lián)網(wǎng)的交直流電網(wǎng)運行控制方法，其特征在于：所述步驟(1)中運行能力分析具體實現(xiàn)步驟如下：

步驟11：交直流電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)獲取第n個換流站以及交流線路的運行數(shù)據(jù)，下標n表示換流站編號的任一值，取值范圍為1～N，N為換流站總數(shù)量；獲取各個換流站對應的靜態(tài)參數(shù)，所述靜態(tài)參數(shù)包括N個換流站的額定容量S_C1,rated,S_C2,rated...S_Cn,rated...S_CN,rated，N個換流站的安全運行負載率η_C1,η_C2...η_Cn...η_CN，N個交流線路變壓器的額定容量S_T1,rated,S_T2,rated...S_Tn,rated...S_TN,rated，N個交流線路變壓器的安全運行負載率η_T1,η_T2...η_Tn...η_TN，動態(tài)運行功率參數(shù)包括N個換流站交流有功功率P_C1,P_C2...P_Cn...P_CN，N個換流站交流無功功率Q_C1,Q_C2...Q_Cn...Q_CN，N個交流線路的負荷總有功功率P_T1,ac,P_T2,ac...P_Tn,ac...P_TN,ac，N個交流線路的總無功功率Q_T1,ac,Q_T2,ac...Q_Tn,ac...Q_TN,ac以及直流網(wǎng)內(nèi)的直流負載的總負荷值P_dc；

步驟12：獲取需要主動轉(zhuǎn)供的換流站或者異常交流線路對應的換流站編號，編號為i，則設(shè)定為第i個換流站，計算其他各換流站的運行容量，如果運行容量大于零表示功率從交流側(cè)流向直流側(cè)，反之則從直流側(cè)流向交流側(cè)；計算第n個換流站的允許正功率、允許負功率，其中，第n個換流站的允許正功率用P_Cn,+表示，P_Cn,+表示第n個換流站的允許正功率，第n個換流站的允許負功率用P_Cn,-表示，P_Cn,-表示第n個換流站的允許負功率，P_Cn,-計算公式為：

并計算P_{Cn,maxavaible}，其中P_{Cn,maxavaible}表示第n個換流站的最大可用功率：

如果P_{Cn,maxavaible}，n≠i值小于零，第n個換流站的允許正功率P_Cn,+計算公式為：

P_Cn,+＝0，n≠i

如果P_{Cn,maxavaible}，n≠i值不小于零，第n個換流站的允許正功率P_Cn,+計算公式為：

P_Cn,+＝min(P_{Cn,maxavaible},S_Cn,ratedη_Cn)，n≠i

步驟13：挑選出第i個換流站以外且滿足P_Cn,+＞0，n≠i的所有換流站，形成主站預選集合，設(shè)定m表示該集合中的換流站編號的任一值，計算主站預選集合中各換流站中的最大安全運行負載S：

S＝max{S_Cm,ratedη_Cm}

計算主站預選集合中第m個換流站的系數(shù)α_m：

P_Cm,+表示第m個換流站的允許正功率，P_Cm表示第m個換流站交流有功功率計算主站預選集合中各換流站的α_m中的最大值A(chǔ)：

A＝max{α_m}

進一步計算主站預選集合中第m個換流站的系數(shù)β_m：

P_Cm,-表示第m個換流站的允許負功率，計算主站預選集合中各換流站的β_m中的最大值B：

B＝max{β_m}

最后計算主站預選集合中各個換流站的優(yōu)先權(quán)值d_m：

選擇主站預選集合中各換流站的d_m中的最小值對應的換流站為主站，假定為第j個換流站。