[發(fā)明專利]一種頻率電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810446898.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN108521139B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高得力;劉建琴;馬為民;高丙團(tuán);楊志超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司;東南大學(xué);國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

本發(fā)明涉及一種頻率電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置，混合直流多端直流輸電系統(tǒng)至少包括1個(gè)LCC換流器和2個(gè)MMC換流器。其中，整流側(cè)LCC為12脈動(dòng)換流器，采用定直流電壓控制；逆變側(cè)包括多個(gè)MMC換流器，采用定有功功率與定交流電壓控制模式，或者采用定有功功率與定無功功率控制模式；針對(duì)受端電網(wǎng)頻率波動(dòng)和直流電壓波動(dòng)，通過在MMC控制器中引入頻率下垂策略和電壓下垂控制方法，即雙下垂控制策略，保證具有調(diào)頻能力的交流系統(tǒng)通過MMC進(jìn)行功率支援，實(shí)現(xiàn)頻率支撐和電壓穩(wěn)定；本發(fā)明提供的技術(shù)方案利用混合多端直流輸電系統(tǒng)對(duì)受端弱電網(wǎng)頻率和直流電壓的快速高效協(xié)同調(diào)節(jié)，保證受端電網(wǎng)頻率和直流側(cè)電壓的穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種輸配電技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種混合多端直流輸電系統(tǒng)頻率電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，基于晶閘管器件和相控?fù)Q流器的直流輸電技術(shù)在電力遠(yuǎn)距離大功率輸送方面具有顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著新能源發(fā)電并網(wǎng)和海上電力輸送的需求增加，LCC-HVDC已不能滿足需求，由此出現(xiàn)了新型的基于電壓源型換流器的柔性直流輸電技術(shù)(MMC-HVDC)。該技術(shù)的特點(diǎn)是采用了全控型電力電子器件，但存在傳送容量小、電壓等級(jí)低等缺點(diǎn)。因此，繼承了傳統(tǒng)直流輸電和柔性直流輸電兩者優(yōu)點(diǎn)的混合直流輸電系統(tǒng)被視為一種經(jīng)濟(jì)有效的直流輸電方案，并逐漸成為目前全球能源輸電網(wǎng)發(fā)展背景下的研究熱點(diǎn)。

由于受端弱電網(wǎng)的裝機(jī)容量有限，整個(gè)系統(tǒng)慣性小，頻繁的負(fù)荷投切將導(dǎo)致受端交流系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定，需要通過調(diào)節(jié)直流系統(tǒng)的傳輸功率使交流系統(tǒng)頻率維持在正常范圍之內(nèi)。當(dāng)受端頻率或系統(tǒng)電壓發(fā)生偏差時(shí)，通過站間通信將信號(hào)傳輸給送端換流站的頻率控制器，調(diào)節(jié)送端換流站輸送的功率。由于傳輸信號(hào)的遲滯，影響系統(tǒng)的控制精度，此外對(duì)于瞬時(shí)負(fù)荷變化引起的頻率瞬時(shí)跳變，送端頻率、電壓控制器無法及時(shí)作用，且頻繁切換頻率、電壓控制器也會(huì)帶來額外的設(shè)備損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為使輸電交流系統(tǒng)在發(fā)生事故時(shí)具有相互功率支援的能力，本發(fā)明的目的是提供一種頻率電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置，一方面可以讓換流站對(duì)交流側(cè)系統(tǒng)的頻率和電壓做出響應(yīng)，另一方面保證所有具備功率調(diào)節(jié)能力的換流器都參與直流網(wǎng)絡(luò)不平衡功率的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻率電壓穩(wěn)定控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種頻率電壓協(xié)調(diào)控制方法，其包括以下步驟：1)根據(jù)頻率下垂控制和電壓下垂控制原理，建立各換流站的有功功率偏差值表達(dá)式；2)基于功率守恒的原則，建立頻率偏差和電壓偏差的關(guān)系式，將頻率偏差和電壓偏差的關(guān)系式代入步驟1)中的有功功率偏差值表達(dá)式，得到各換流站有功功率偏差值轉(zhuǎn)化為頻率偏差單一變量控制的表達(dá)式；3)根據(jù)各換流站有功功率偏差值和頻率偏差單一變量之間的表達(dá)式判斷換流站交流側(cè)系統(tǒng)頻率偏差和直流電壓偏差是否分別小于預(yù)先設(shè)定的允許頻率偏差和允許電壓偏差，若兩者均小于，則不需對(duì)各換流站的有功功率參考值進(jìn)行調(diào)整；反之，則根據(jù)有功功率偏差值對(duì)各換流站的有功功率參考值進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步，所述步驟1)中，各換流站的有功功率偏差值表達(dá)式為：

式中，ΔP_i為各換流站的有功功率偏差值，功率的正方向?yàn)橹绷鱾?cè)流向交流側(cè)；i＝1，2，...，N+1，分別代表LCC換流站、MMC1換流站、MMC2換流站...、MMCN換流站，N為MMC換流站的個(gè)數(shù)；Δu_i為換流站i直流側(cè)電壓的偏差值；Δf_i為換流站i交流側(cè)系統(tǒng)頻率的偏差值；k_ui為換流站i直流側(cè)電壓偏差系數(shù)；k_fi為換流站i交流側(cè)系統(tǒng)頻率偏差系數(shù)；MMC換流站為多電平換流站，LCC換流站為電網(wǎng)換相型換流站。

進(jìn)一步，所述步驟2)中，各換流站有功功率偏差值和頻率偏差單一變量之間的表達(dá)式為：