[發(fā)明專利]一種含柔性直流的交直流混合電網(wǎng)越限校正控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710796709.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN107482665B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林毅;林章歲;邱柳青;黎萌;李榮敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;H02J3/50;H02J3/48
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種含柔性直流的交直流混合電網(wǎng)越限校正控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：獲取含柔性直流的交直流混合電網(wǎng)參數(shù)；

步驟S2：獲取故障后電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

步驟S3：根據(jù)故障后交流側(cè)線路和變壓器繞組輸送功率、柔性直流換流閥輸送功率和直流線路電流是否超過其額定值，判斷交直流混合電網(wǎng)是否存在有功越限；

步驟S4：若交直流混合電網(wǎng)存在有功越限，則建立有功校正子模型，調(diào)整發(fā)電機(jī)組和柔性直流系統(tǒng)的有功功率控制值，進(jìn)行有功校正控制；所述步驟S4具體包括：

建立有功校正子模型：

其中，x為模型的優(yōu)化變量，f(x)為有功校正子模型的目標(biāo)函數(shù)，h(x)為模型的等式約束，g(x)、g_m和g_M分別為模型的不等式約束、其下限和上限；

優(yōu)化變量x包括：

x＝[V,θ,P_g,P_c,U_d] (2)

其中，V和θ分別為各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角，P_g為參與校正控制的各發(fā)電機(jī)組有功功率，P_c為VSC換流閥注入交流電網(wǎng)的有功功率，U_d為VSC換流閥直流側(cè)電壓；

目標(biāo)函數(shù)f(x)的表達(dá)式為：

其中，N_g為參與校正控制的發(fā)電機(jī)個(gè)數(shù)，l表示發(fā)電機(jī)的編號(hào)，下標(biāo)gl表示第l個(gè)參與校正控制的發(fā)電機(jī)，λ_gl為發(fā)電機(jī)gl功率調(diào)整權(quán)重系數(shù)，P_gl為待求解的發(fā)電機(jī)有功功率，為校正控制前發(fā)電機(jī)有功功率值；

有功校正子模型等式約束h(x)包括：

交流節(jié)點(diǎn)功率平衡方程：

其中，P表示交流節(jié)點(diǎn)的注入有功功率，下標(biāo)gi、di和ci分別代表第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)連接的發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和VSC換流閥，V⁽⁰⁾為校正控制前節(jié)點(diǎn)電壓幅值，下標(biāo)i、j表示交流節(jié)點(diǎn)的編號(hào)；G_ij和B_ij分別為第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)、第j個(gè)交流節(jié)點(diǎn)之間線路導(dǎo)納的實(shí)部和虛部，θ_i和θ_j分別為第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)和第j個(gè)交流節(jié)點(diǎn)的相角，N代表交流節(jié)點(diǎn)數(shù)；

VSC換流閥直流側(cè)節(jié)點(diǎn)的有功平衡方程：

其中，N_c為VSC換流閥個(gè)數(shù)，V_cs和V_ck分別為換流閥s和k直流側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓，Y_csk為換流閥s、k之間直流線路電導(dǎo)，P_cs為換流閥s的交流側(cè)注入有功功率；

設(shè)定參考點(diǎn)相角為0：

θ_slack＝0 (6)

有功校正子模型不等式約束g(x)包括：

交流側(cè)電網(wǎng)約束條件：節(jié)點(diǎn)電壓相角約束，線路/變壓器輸送功率約束，發(fā)電機(jī)有功出力約束；

直流側(cè)電網(wǎng)約束條件：直流母線電壓約束，換流閥容量約束，換流閥電壓調(diào)制比約束，直流線路輸送功率約束；

步驟S5：根據(jù)交流側(cè)和直流側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓幅值是否超過上下限、發(fā)電機(jī)無功出力是否超過上下限，判斷交直流混合電網(wǎng)是否存在無功越限；

步驟S6：若交直流混合電網(wǎng)存在無功越限，則建立無功校正子模型，調(diào)整發(fā)電機(jī)無功功率、變壓器分接頭和電容器檔位、柔性直流系統(tǒng)的無功功率控制值，進(jìn)行無功校正控制；所述步驟S6具體包括：

建立無功校正子模型：

其中，x為模型的優(yōu)化變量，F(xiàn)(x)為無功校正子模型的目標(biāo)函數(shù)，H(x)為模型的等式約束，G(x)、G_m和G_M分別為模型的不等式約束、其下限和上限；

優(yōu)化變量x包括：

x＝[V,θ,Q_g,Q_c,U_d] (8)

其中，V和θ分別為各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角，Q_g為參與校正控制的各發(fā)電機(jī)組無功功率，Q_c為VSC換流閥注入交流電網(wǎng)的無功功率，U_d為VSC換流閥直流側(cè)電壓；

目標(biāo)函數(shù)F(x)的表達(dá)式為：

其中，N_g為參與校正控制的發(fā)電機(jī)個(gè)數(shù)，l為發(fā)電機(jī)的編號(hào)，下標(biāo)gl表示第l個(gè)參與校正控制的發(fā)電機(jī)，λ_gl為發(fā)電機(jī)功率調(diào)整權(quán)重系數(shù)，Q_gl為待求解的發(fā)電機(jī)無功功率，為校正控制前發(fā)電機(jī)無功功率值；N_cp為參與校正控制的并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)，r為并聯(lián)電容器的編號(hào)，下標(biāo)cpr表示第r個(gè)參與校正控制的并聯(lián)電容器，λ_cpr為電容器的檔位調(diào)整權(quán)重系數(shù)，Q_cpr為待求解的并聯(lián)電容器無功功率，為校正控制前并聯(lián)電容器無功功率值；

無功校正子模型等式約束H(x)具體包括：

交流節(jié)點(diǎn)功率平衡方程如下：

其中，P、Q和V分別代表交流節(jié)點(diǎn)的注入有功功率、注入無功功率及電壓，上標(biāo)(1)代表有功校正子模型計(jì)算得到的結(jié)果值，下標(biāo)i、j表示交流節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，下標(biāo)gi、cpi、di以及ci分別代表第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)連接的發(fā)電機(jī)、并聯(lián)電容器、負(fù)荷以及VSC換流閥；G_ij和B_ij分別為第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)、第j個(gè)交流節(jié)點(diǎn)之間線路導(dǎo)納的實(shí)部和虛部，θ_i、θ_j分別為第i個(gè)交流節(jié)點(diǎn)和第j個(gè)交流節(jié)點(diǎn)的相角，N為交流節(jié)點(diǎn)數(shù)；

設(shè)定參考點(diǎn)相角為0：

θ_slack＝0 (12)

無功校正子模型不等式約束G(x)包括：

交流側(cè)電網(wǎng)約束條件：節(jié)點(diǎn)電壓幅值及相角約束，線路/變壓器輸送功率約束，發(fā)電機(jī)有功出力及無功出力約束；

直流側(cè)電網(wǎng)約束條件：直流母線電壓約束，換流閥容量約束，換流閥電壓調(diào)制比約束，直流線路輸送功率約束。