[發明專利]一種含柔性直流輸電的交直流電網潮流控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201811265747.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109586276B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 韓巍;范士雄;王偉;劉幸蔚;衛澤晨;於益軍;楊占勇
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種含柔性直流輸電的交直流電網潮流控制方法和裝置，先確定換流站的有功功率，然后確定換流站的無功功率和電壓，最后對換流站的極控系統進行有功無功交替調節或有功電壓交替調節。本發明通過得到的換流站的有功功率、無功功率和電壓實現交直流電網潮流控制，考慮了柔性直流輸電，能夠適應電網精細化控制需求，且能夠充分發揮柔直電網的靈活性和調節能力，提高了交直流電網的控制效果。本發明通過線性規劃算法求解有功優化模型，提高了有功優化模型求解的可靠性，并通過原對偶內點法求解無功優化模型，提高了無功優化模型求解的收斂性。

技術領域

本發明涉及電力自動化技術領域，具體涉及一種含柔性直流輸電的交直流電網潮流控制方法和裝置。

背景技術

隨著社會用電需求和新能源接入的不斷擴大，電網源荷雙側壓力日益劇增，要求電網控制逐步向精細化方向發展。在電力電子技術迅速發展的背景下，全控型器件和脈寬調制技術日益成熟，為柔性直流提供了非常有利的發展條件。另外，由于柔性直流非常適合弱電系統以及無源負荷，隨著柔性直流技術的應用，在局部新能源或者孤島地區逐步形成直流輸電網。

盡管柔性直流能夠實現有功功率和無功功率的解耦控制，運行時能夠在一定范圍內獨立地控制系統輸送的有功功率和無功功率，但是目前在整個交直流電網中，柔直直流的無功控制以就地平衡為準，有功控制按負荷處理。通常在直流電網規模較小時這些控制原則還具有可行性，但隨著直流電網容量增大和規模擴展，會帶來以下問題：

1)柔性直流的輸送功率分布的不合理對電網運行安全帶來的影響，需要及時避免靜態安全問題，否則容易導致電網連鎖性的故障；

2)柔性直流接入電網后，可以向系統吸入或輸出無功功率，其無功調節能力未充分發揮；

3)大量新能源的接入，新能源近區電壓問題容易導致大面積脫網，需要從有功和無功聯合協調優化上提高新能源接入能力。

交流電網已經存在成熟的自動電壓控制和自動發電控制兩大電網控制系統，隨著交直流電網中直流電網占比的增大，直流電網設備也有必要納入到全網控制中，且在交直流電網控制中，換流站還沒有納入大統一的潮流控制中，因此現有技術中的交直流電網控制方法已經不能適應電網精細化控制需求，且不能充分發揮柔直電網的靈活性和調節能力，導致現有技術中的交直流電網安全性低。

發明內容

為了克服上述現有技術中不能適應電網精細化控制需求以及不能充分發揮柔直電網的靈活性和調節能力導致的交直流電網安全性低的不足，本發明提供一種含柔性直流輸電的交直流電網潮流控制方法和裝置，先根據預先構建的有功優化模型確定換流站的有功功率，然后根據換流站的有功功率和預先構建的無功優化模型確定換流站的無功功率和電壓，最后根據有功功率和無功功率對換流站的極控系統進行有功無功交替調節，或根據有功功率和電壓對換流站的極控系統進行有功電壓交替調節，本發明通過構建并求解有功優化模型和無功優化模型得到換流站的有功功率以及換流站的無功功率和電壓，并通過得到的換流站的有功功率、無功功率和電壓實現交直流電網潮流控制，考慮了柔性直流輸電，能夠適應電網精細化控制需求，且能夠充分發揮柔直電網的靈活性和調節能力，從有功和無功聯合協調優化上提高新能源接入能力，且提高了交直流電網的安全性。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種含柔性直流輸電的交直流電網潮流控制方法，包括：

根據預先構建的有功優化模型確定換流站的有功功率；

根據換流站的有功功率和預先構建的無功優化模型確定換流站的無功功率和電壓；

根據有功功率和無功功率對換流站的極控系統進行有功無功交替調節，或根據有功功率和電壓對換流站的極控系統進行有功電壓交替調節；

所述有功優化模型以所有元件都在安全范圍下聯絡線斷面的有功功率最大為目標構建；