[發(fā)明專利]一種多端柔直系統(tǒng)的不平衡功率自適應(yīng)優(yōu)化分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811383422.6
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109390962B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪震;鄧銀秋;韓俊飛;錢一輝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/26;H02J3/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種多端柔直系統(tǒng)的不平衡功率自適應(yīng)優(yōu)化分配方法，含一次下垂控制、功率再平衡優(yōu)化控制的雙層控制結(jié)構(gòu)。其中，功率再平衡優(yōu)化控制層針對負(fù)荷或新能源頻繁波動所引起的不平衡功率，基于含電壓源換流站的多端柔直極坐標(biāo)等值模型，推導(dǎo)了功率再平衡引起的系統(tǒng)附加發(fā)電費(fèi)用的等效成本表達(dá)式，引入了輻射狀多端柔直的公共直流參考電壓，設(shè)計(jì)了新型有功功率?直流電壓下垂曲線。所提方法克服了傳統(tǒng)優(yōu)化控制對高速通信和集中處理層依賴過強(qiáng)的缺點(diǎn)，在正常工況下能使不平衡功率自適應(yīng)地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配，使系統(tǒng)附加的發(fā)電費(fèi)用明顯降低，在故障工況下仍可維持直流電壓穩(wěn)定和功率平衡，控制效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性直流輸電系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多端柔直系統(tǒng)的不平衡功率自適應(yīng)優(yōu)化分配方法。

背景技術(shù)

隨著多電源供電、多落點(diǎn)受電問題的凸現(xiàn)，基于模塊化多電平等電壓源換流器的多端直流輸電系統(tǒng)(MMC-MTDC)因其經(jīng)濟(jì)性高、拓?fù)潇`活等特點(diǎn)，在大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電、新能源并網(wǎng)等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。而通過協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)多端柔直MMC-MTDC的直流電壓穩(wěn)定、有功功率平衡是MMC-MTDC安全穩(wěn)定運(yùn)行的首要目標(biāo)。

就目前比較常見的幾種協(xié)調(diào)控制方法而言，將傳統(tǒng)的直流電壓下垂控制與經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的研究相結(jié)合的研究仍較小，而主從控制、直流電壓偏差控制方法都需要1臺主導(dǎo)換流站來維持直流電壓穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性相對較低，一旦主站功率越限或退出運(yùn)行，系統(tǒng)將無法正常運(yùn)行。

大多數(shù)關(guān)于協(xié)調(diào)控制中的經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的研究仍依靠中央控制器(上層)和集中通信系統(tǒng)對各換流站(下層)發(fā)布指令，這樣的控制方式需要建立龐大的通信網(wǎng)絡(luò)來傳遞中央控制器和各換流站之間的信息，增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜程度。且由于風(fēng)電接入的多端柔直中風(fēng)電出力波動頻繁且隨機(jī)性大，在已有考慮經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的優(yōu)化控制方法中，換流站上層調(diào)度指令需頻繁更改并快速下發(fā)，且為保證經(jīng)濟(jì)性，需對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、功率波動等全局信息進(jìn)行實(shí)時(shí)性獲取和處理，造成控制對高速、穩(wěn)定的通訊系統(tǒng)依賴性高的缺點(diǎn)。因此，有必要針對多端柔直電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題進(jìn)一步研究，設(shè)計(jì)出一種不依賴通信的不平衡功率優(yōu)化協(xié)調(diào)分配方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多端柔直系統(tǒng)的不平衡功率自適應(yīng)優(yōu)化分配方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種多端柔直系統(tǒng)的不平衡功率自適應(yīng)優(yōu)化分配方法，包括以下步驟：

(1)基于含電壓源換流站的多端柔直極坐標(biāo)等值模型，推導(dǎo)了功率再平衡引起的系統(tǒng)附加發(fā)電費(fèi)用的等效成本表達(dá)式f_i(ΔP_si)，引入了關(guān)于μ_i(ΔP_si)的等“類微增率”原則和輻射狀多端柔直的公共直流參考電壓V_PCC，設(shè)計(jì)了新型有功功率-直流電壓下垂曲線，其子步驟如下：

(1.1)計(jì)算各換流站所對應(yīng)的非同步火電廠的輸出有功功率值。對于多端柔直系統(tǒng)中外部連至強(qiáng)交流網(wǎng)(即Z_Li＜＜X_Ci)，并采用直流電壓下垂控制和定無功功率控制的第i個(gè)整流站，記為MMCi，用等效阻抗模型和等效交流源用來表示換流站MMCi外部所連接的交流網(wǎng)，忽略換流站內(nèi)部、聯(lián)接變壓器的有功損耗。因此，對于MMCi而言，從交流系統(tǒng)輸出的有功功率P_Gi的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：