[發明專利]一種混合多端直流輸電系統非線性下垂控制方法

有效

• 申請號: 201811039775.4
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109274113B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 劉英培;楊小龍;梁海平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J1/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

一種混合多端直流輸電系統非線性下垂控制方法，所述方法對混合多端直流輸電系統中的多個LCC換流站進行非線性下垂控制，當傳輸功率變化導致直流輸電系統的直流電壓發生改變時，LCC換流站自動調節其傳輸功率，維持直流輸電系統功率平衡，而且在由LCC多個換流站共同維持直流電壓穩定的過程中，電流裕度較大的換流站承擔較大的功率變化量，電流裕度較小的換流站承擔較小的功率變化量，以避免部分換流站因滿載而失去對功率變化的響應能力。本發明在充分考慮各換流站的電流裕度的情況下，由多個LCC換流站共同維持直流電壓的穩定，可以協調分配各換流站的有功功率，有效降低各換流站直流電壓的靜態偏差。

技術領域

本發明涉及輸配電技術領域，特別是一種基于非線性下垂控制的直流輸電系統功率協調控制方法。

背景技術

基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術(voltage source converter-HVDC，VSC-HVDC)可以實現有功、無功功率的獨立控制，無需交流電網提供換相電壓和無功功率，有利于實現新能源發電并網?；陔娋W換相換流器的高壓直流輸電技術(line commutatedconverter-HVDC，LCC-HVDC)具有技術成熟度高、成本低、容量大等優點。綜合考慮LCC和VSC換流技術的特點，結合LCC-HVDC和VSC-HVDC的優勢，可形成同時含LCC和VSC換流站的混合多端直流輸電系統。相對于傳統雙端直流輸電技術，其含有多個換流站，此種結構更加經濟、靈活、可靠，在新能源與常規能源發電匯集、多區域電力饋入等方面具有優勢明顯，我國已建成有10余條常規直流輸電線路和數條柔性直流輸電線路，為將來發展直流輸電網絡提供了技術保障。通過將常規直流和柔性直流各自的經濟和技術優勢互補，可用于將風電、光伏等新能源大規模、遠距離輸送至負荷中心。

相對于兩端高壓直流輸電系統，多端直流輸電系統控制方法更復雜，需要功率協調控制策略對系統功率進行合理分配，且需提高直流電壓的穩定性。與主從控制相比，下垂控制有多個換流站參與功率和直流電壓的調節，且不依賴通信系統，具有更高的可靠性。但是傳統下垂控制斜率固定，直流電壓容易越限，沒有考慮各換流站的動態功率裕度，無法確保電網穩定運行。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種混合多端直流輸電系統非線性下垂控制方法，以充分利用各換流站的電流裕度，避免部分換流站滿載運行，降低因功率變化而引起的直流電壓靜態偏差，提高直流輸電系統的電壓穩定性。

本發明所述問題是以下述技術方案解決的：

一種混合多端直流輸電系統非線性下垂控制方法，所述方法對混合多端直流輸電系統中的多個LCC換流站進行非線性下垂控制，當傳輸功率變化導致直流輸電系統的直流電壓發生改變時，LCC換流站自動調節其傳輸功率，維持直流輸電系統功率平衡，而且在由LCC多個換流站共同維持直流電壓穩定的過程中，電流裕度較大的換流站承擔較大的功率變化量，電流裕度較小的換流站承擔較小的功率變化量，以避免部分換流站因滿載而失去對功率變化的響應能力。

上述混合多端直流輸電系統非線性下垂控制方法，所述換流站非線性下垂控制的具體處理步驟如下：

a.計算換流站直流電壓最大允許變化量：

當I≤I_ref時，直流電壓最大允許變化量為：

U_dcref－U_dcmin

當II_ref時，直流電壓最大允許變化量為：

U_dcmax－U_dcref

其中，I為LCC換流站直流電流測量值；I_ref為LCC換流站參考運行點的直流電流；U_dcmax、U_dcmin分別為LCC換流站直流電壓上限值和下限值；U_dcref為LCC換流站參考運行點的直流電壓；