[發明專利]一種柔性直流電網有功功率協調控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810267225.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108493980A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 宋延濤;陳大鵬;許夢陽;劉旭輝;李乾;岳笑歌;王勝;周曉風;張群;曹森;戴國安;孔令凱;吳東崛;王世標
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種柔性直流電網有功功率協調控制方法及系統，屬于柔性直流電網技術領域。本發明在有功功率送端到有功功率受端的其中一條直流線路故障退出，導致另外一條直流線路的直流斷路器過載時，為了避免直流斷路器的損壞導致柔性直流電網崩潰，根據各換流站正負極換流器直流電流實測值、直流電壓實測值、有功功率參考值、有功功率限制值、換流器解鎖狀態、故障閉鎖狀態和有功功率/直流電壓控制模式重新分配各換流站的正負極有功功率，保障了柔性直流電網在新的有功功率平衡下穩定運行，從而實現保護直流斷路器，提高柔性直流電網系統的有功功率利用效率。

技術領域

本發明涉及一種柔性直流電網有功功率協調控制方法及系統，屬于柔性直流電網技術領域。

背景技術

柔性直流電網由于其不存在換相失敗的問題，且電壓諧波含量少，輸出頻率與電壓穩定，能快速調節有功功率與無功功率，控制靈活性好，可在一定程度上替代傳統直流輸電進行大規模遠距離送電，還可實現可再生能源、抽蓄等儲能與負荷間的能量靈活交互，實現大規模清潔能源的接入、匯集與輸送，具有廣闊的應用前景。特別是其潮流反轉而直流電壓保持不變的特點，使其很容易構建成多端直流輸電系統，實現多電源供電和多落點受電，從而為保證系統全局穩定性和潮流優化配置提供了良好的技術實現手段。柔性直流電網系統換流閥采用半橋型MMC拓撲結構，一般是基于電力電子技術的直流斷路器來隔離直流線路故障。柔性直流電網標準工況下運行時，柔性直流電網潮流方向從有功功率送端到有功功率受端，當有功功率送端到有功功率受端的其中一條直流線路故障退出時，柔性直流電網拓撲結構由環網運行轉變為開環運行，多個有功功率送端的電流匯流到同一條潮流流向直流線路上，而基于電力電子技術的直流斷路器過載電流能力有限，導致直流斷路器的損壞，從而使得整個柔性直流電網崩潰，影響用戶的正常使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔性直流電網有功功率協調控制方法，以解決目前多端柔性直流電網中當有功功率送端到有功功率受端的其中一條直流線路故障退出時導致直流斷路器損壞從而影響整個柔性直流電網系統的問題；本發明還提供了一種柔性直流電網有功功率協調控制系統。

本發明為解決上述技術問題而提供了一種柔性直流電網有功功率協調控制方法，該控制方法包括以下步驟：

1)當柔性直流電網中任一直流斷路器出現過載時，采集各換流站正負極換流器直流電流實測值、有功功率參考值、有功功率限制值、換流器解鎖狀態、故障閉鎖狀態和有功功率/直流電壓控制模式；

2)根據各換流站正負極換流器直流電流實測值、有功功率參考值、有功功率限制值、換流器解鎖狀態、故障閉鎖狀態和有功功率/直流電壓控制模式來調整各換流站正負極換流器的有功功率參考值。

本發明能夠在直流斷路器過載時，根據各換流站正負極換流器直流電流實測值、直流電壓實測值、有功功率參考值、有功功率限制值、換流器解鎖狀態、故障閉鎖狀態和有功功率/直流電壓控制模式重新分配各換流站的正負極有功功率，避免了直流斷路器的損壞導致柔性直流電網崩潰，保障了柔性直流電網在新的有功功率平衡下穩定運行，從而實現保護直流斷路器，提高柔性直流電網系統的有功功率利用效率。

進一步地，本發明給出了直流斷路器過載的判斷條件，所述步驟1)中直流斷路器出現過載指的是：當有功功率送端換流器連接有功功率受端換流器中的線路出現故障被隔離后，獲取各換流站正負極換流器的電流實測值，判斷所有送端換流器的電流實測值之和是否大于斷路器過載電流門檻值，若大于，則說明斷路器出現過載。

進一步地，本發明給出了送端換流器有功功率參考值的具體配置方式，若直流電網中有兩個送端和兩個受端，當一個送端正極換流器連接有功功率受端換流器中的線路出現故障導致斷路器過載時，另一個送端正負極換流器的有功功率參考值配置過程為：