[發(fā)明專利]一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810043580.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108155660A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡舟;楊彬佑;張凱峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法，主要包括:根據(jù)電壓源換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)整流站和逆變站的外部伏安特性，建立高壓直流輸電系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)等效電路，進(jìn)而推導(dǎo)出高壓直流輸電系統(tǒng)的小信號(hào)模型，通過(guò)小信號(hào)穩(wěn)定性分析，獲得了高壓直流輸電通過(guò)建立單端柔性直流輸電系統(tǒng)小信號(hào)等效模型，分析了逆變站的整體控制特性對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)改變逆變站控制系統(tǒng)中外環(huán)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量與直流電壓，直流側(cè)電容和線路參數(shù)直接的關(guān)系。并在整流站引入前饋控制以等效增大線路電阻，從而提高系統(tǒng)傳輸容量。本發(fā)明所述的提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法，解決了傳統(tǒng)高壓直流輸電需要受端電網(wǎng)提高足夠大的換流容量的問(wèn)題，提高了高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行的傳輸容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地，涉及一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法。

背景技術(shù)

直流輸電由于具有遠(yuǎn)距離大容量輸電的成本相對(duì)較低，無(wú)系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定約束和直流電纜充電電容較小等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于異步電網(wǎng)互聯(lián)，遠(yuǎn)距離大容量輸電和電纜送電等領(lǐng)域,基于電壓源換流器的高壓直流輸電可快速獨(dú)立地控制有功和無(wú)功功率,不再需要換流容量，正逐漸應(yīng)用于風(fēng)電接入,弱電網(wǎng)輸電和孤島無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電。

直流輸電可將互聯(lián)的兩個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)頻率解耦，不再受同步運(yùn)行的穩(wěn)定性約束限制。然而,傳統(tǒng)的高壓直流輸電需要受端電網(wǎng)提高足夠大的傳輸容量，因而受端電網(wǎng)的強(qiáng)弱是影響功率穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。對(duì)于高壓直流輸電而言，它不再需要換流容量，也就是說(shuō)受端電網(wǎng)強(qiáng)弱對(duì)最大傳輸容量影響甚小。向無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電的高壓直流輸電系統(tǒng)，為了保證供電質(zhì)量，往往對(duì)逆變站交流母線電壓進(jìn)行快速無(wú)差的控制，交流母線在直流側(cè)擾動(dòng)下的響應(yīng)速度在毫秒級(jí)以下，使得直流系統(tǒng)的負(fù)荷呈現(xiàn)功率特性。這一恒功率特性削弱了直流網(wǎng)絡(luò)的電壓穩(wěn)定性，進(jìn)而制約了向無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電的高壓直流輸電系統(tǒng)的最大傳輸功率。

對(duì)于以上問(wèn)題，現(xiàn)有幾種解決方案：

1.建立了多端柔性直流輸電系統(tǒng)小信號(hào)建模，并對(duì)其傳輸容量穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

2.建立了不受交流系統(tǒng)強(qiáng)度限制的柔性直流輸電系統(tǒng)小信號(hào)模型，并采用小信號(hào)分析法判定系統(tǒng)控制參數(shù)對(duì)傳輸容量的影響。

3.對(duì)DC-DC變換器帶恒功率負(fù)載的穩(wěn)定性分析以及控制方法的研究。

綜上所述，現(xiàn)有方案滿足了解決不同工程問(wèn)題的需要均取得了一定成果，但目前卻沒(méi)有方案對(duì)逆變站無(wú)功補(bǔ)償特性對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)的直流傳輸容量展開(kāi)研究。因而，提出一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法有著重大的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法，本發(fā)明的目的是克服已有方法的不足，通過(guò)等效增大輸電線路電阻控制策略來(lái)提高系統(tǒng)傳輸容量，使系統(tǒng)滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種提高高壓直流輸電系統(tǒng)供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量的控制方法，其特征在于

1)首先，建立高壓直流輸電系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)等效電路，進(jìn)而推導(dǎo)出高壓直流輸電系統(tǒng)的小信號(hào)模型。

2)其次，通過(guò)小信號(hào)穩(wěn)定性分析，獲得了高壓直流輸電供電無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量與直流電壓，直流側(cè)電容和線路參數(shù)之間的關(guān)系。

3)最后，在整流站引入前饋控制以等效增大線路電阻，從而提高系統(tǒng)傳輸容量。

本發(fā)明的有益效果是：

隨著高壓直流輸電工程的大量建設(shè)與投運(yùn)，高壓直流輸電傳輸容量的不斷增大，基于高壓直流輸電系統(tǒng)的能量傳輸問(wèn)題日益受到重視。而小信號(hào)穩(wěn)定性是關(guān)系到電壓源直流輸電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題之一，這樣進(jìn)行高壓系統(tǒng)自身逆變站的無(wú)功補(bǔ)償特性對(duì)小信號(hào)的影響分析具有一定的工程和實(shí)際意義。