[發明專利]交直流系統長期電壓穩定協調控制方法、系統、介質及設備

有效

• 申請號: 201910346024.5
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110011350B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張文;謝季平
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種交直流系統長期電壓穩定協調控制方法、系統、介質及設備，在系統發生長期電壓失穩后，循環執行以下步驟，直到滿足控制目標：將分層接入的直流系統運行方式切換為定電流?定熄弧角控制；基于實時量測數據計算特高壓直流分層接入系統的初值信息，結合時域仿真對特高壓直流分層接入系統的輸出軌跡進行預測，計算出各母線電壓的軌跡靈敏度；求解直流分層接入下系統電壓穩定協調控制的最優控制序列，并施加至系統。本公開對直流傳輸功率在分層接入交流電網中的分配進行協調，同時對分層接入直流系統的直流控制量和交流控制量進行協調優化控制，使交流系統的潮流分布更加合理，提高系統的長期電壓穩定性。

技術領域

本公開屬于智能電網領域，具體涉及一種交直流系統長期電壓穩定協調控制方法、系統、介質及設備。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

高壓直流輸電具有遠距離大容量輸電且易于連接異步電網等優點而在跨區域向負荷中心輸電時得到廣泛應用。然而直流系統穩定運行時需要交流系統提供足夠的電壓支持，隨著多回直流線路饋入同一受端系統，電壓穩定問題愈加突出。為了從網架結構上改善多直流饋入系統穩定性，國內特高壓直流輸電工程創新性地提出直流分層接入交流電網的新方式，提高了交流系統的直流接納能力，有利于電能就地疏散，引導潮流合理分布。由于直流分層接入500kV交流層的高端逆變器與接入1000kV層的低端逆變器在同一個換流站內串聯連接，與傳統單層接入方式下的直流輸電系統相比，不僅存在交流側的相互作用，在直流內部也存在著耦合作用，交直流系統間的協調控制更為復雜。為了充分利用分層接入直流系統的靈活調節能力，對特高壓直流分層接入系統的控制策略進行研究具有重要意義。

據發明人了解，目前，特高壓直流分層接入下電壓穩定控制方法存在以下問題：

(1)主要對特高壓直流分層接入下逆變側各換流器間的協調控制策略進行研究，缺乏交流和直流系統控制間的協調；

(2)長期電壓失穩過程中缺乏直流功率調制量計算和直流功率在分層接入的高端、低端逆變器間的分配依據。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種交直流系統長期電壓穩定協調控制方法、系統、介質及設備，本公開針對特高壓直流分層接入系統的特點，對直流分層注入功率和交流系統各電壓進行控制協調，能夠提高系統的長期電壓穩定性。

根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：

一種交直流系統長期電壓穩定協調控制方法，在系統發生長期電壓失穩后，循環執行以下步驟，直到滿足控制目標：

將分層接入的直流系統運行方式切換為定電流-定熄弧角控制；

基于實時量測數據計算特高壓直流分層接入系統的初值信息；

結合時域仿真對特高壓直流分層接入系統的輸出軌跡進行預測，計算出各母線電壓的軌跡靈敏度；

求解直流分層接入下系統電壓穩定協調控制的最優控制序列，并施加至系統。

作為可能的實施例，將直流控制方式切換為定電流-定熄弧角控制方式，該控制方式下的直流電流和熄弧角控制量的整定值由優化模型通過附加的直流電流和熄弧角控制器給定。

作為可能的實施例，基于廣域量測系統提供的各負荷節點電壓向量及功率注入向量等在線同步量測數據，計算系統導納矩陣及各狀態量初值信息。

作為可能的實施例，對特高壓直流分層接入下交直流系統準穩態模型進行建模，結合特高壓直流分層接入下交直流系統準穩態模型，應用隱式梯形積分法和牛頓-拉夫遜法進行時域仿真，預測系統電壓輸出軌跡。

作為可能的實施例，通過時域仿真中得到的雅可比矩陣求得特高壓直流分層接入下各交直流控制量對負荷母線電壓的軌跡靈敏度。