[發明專利]基于換流器容量和調節速度的直流電壓斜率控制策略

有效

• 申請號: 201910775890.6
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110492520B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 唐震;趙興勇;陳嘉;謝東升;陳昱同;陶文彪;程雪婷;楊林也;王浩;曲瑩;郝捷;時伯年;王小波;朱琳
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/06;H02J1/00;H02M7/00
• 代理公司: 山西華炬律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

本發明公開了一種基于換流器容量和調節速度的直流電壓斜率控制策略，克服了多端柔性直流輸電系統直流電壓固定斜率控制策略在功率波動時容易導致功率裕度較小的換流站進入到滿載狀態，從而失去對直流網絡潮流變化響應能力的缺陷。本發明對多端柔性直流輸電直流電壓固定斜率系數進行了修正，無需換流站間通信，使功率裕度較小的換流站分擔較少的不平衡功率，使功率裕度較大的換流站承擔較多的不平衡功率，避免了功率裕度較小的換流站由于功率波動，導致滿載而被切換為定功率方式的發生，是基于換流器容量和調節速度的直流電壓自適應斜率控制策略。使得所述多端柔性直流輸電系統多個換流站具有潮流調節能力和暫態時的快速穩定直流網絡功率的能力。

技術領域

本發明涉及一種多端柔性直流輸電多點直流電壓控制策略，適用于多端柔性直流輸電系統。

背景技術

隨著柔性直流輸電技術的發展,相關的理論研究不斷完善和設備制造技術的不斷提高，其容量的提高和電壓等級的不斷延伸,使得柔性直流輸電，在配電網、高壓電網、超高壓電網直到特高壓電網各領域，得到了廣泛的工程應用。柔性直流輸電以全控型半導體材料絕緣柵雙極晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor?IGBT)的電壓源換流器為主體，正成為國內外的電力規劃單位，科研院所，制造單位的研究重點。相比于傳統輸電模式，基于電壓源型換流器的高壓直流輸電具有有功和無功功率的快速獨立控制，有一定的動態無功補償能力，改善電能質量，向無源網絡供電，容易實現潮流翻轉和構建多端柔性直流輸電系統(Voltage?source?converter?based?Multi-terminal?HVDC，VSC-MTDC)，相同輸電走廊輸送能力大幅增加等諸多優點。

在多端柔性直流輸電系統中，必須有一端換流站采用定直流電壓控制，稱之為主導換流站，主要起穩定系統和平衡系統功率的作用，在系統出現不平衡功率時，由主導站進行功率平衡調節；如果主導換流站失去直流電壓的控制能力，整個柔性直流輸電系統的潮流將失穩，因此，單點直流電壓控制策略的可靠性較差；對于多點直流電壓控制，即在直流輸電系統中有多個換流站具有直流電壓的控制能力，按照是否需要換流站間通訊設備分類，多點直流電壓控制又分為主從控制和直流電壓偏差控制；主從控制是一種需要換流站間通信的控制方式，其利用換流站間的通信系統實現直流電壓的穩定；直流電壓偏差控制是一種無需換流站間通信的控制方式，即是在定直流站故障退出運行后，后備定直流電壓站能夠檢測到直流電壓的較大偏差，并轉入定直流電壓運行模擬，保證直流電壓的穩定；而直流電壓斜率控制是近年來受到關注的直流電壓控制方式，運用直流電壓斜率控制器的多端柔性直流輸電系統，各個換流站有獨立的直流功率與直流電壓的P_dc-U_dc關系曲線，其將穩定直流電壓的任務分配給多個換流站，使運行在該策略下的換流站沿著各自獨立的斜率特性曲線搜尋新的運行點，以實現直流功率的快速平衡和分配，但這種控制策略沒有考慮換流站的實際運行工況，對于功率裕度不大的換流站，若按照固定斜率去承擔波動的功率量，可能會導致滿載，從而切換為定功率運行，失去了對直流網絡潮流變化響應的能力。

發明內容

本發明提供了一種基于換流器容量和調節速度的直流電壓斜率控制策略，克服了多端柔性直流輸電系統直流電壓固定斜率控制策略在功率波動時容易導致功率裕度較小的換流站進入到滿載狀態，從而失去對直流網絡潮流變化響應能力的缺陷。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

本發明的總體構思是：本發明對多端柔性直流輸電直流電壓固定斜率系數進行了修正，無需換流站間通信，使功率裕度較小的換流站分擔較少的不平衡功率，使功率裕度較大的換流站承擔較多的不平衡功率，避免了功率裕度較小的換流站由于功率波動，導致滿載而被切換為定功率方式的發生，是基于換流器容量和調節速度的直流電壓自適應斜率控制策略。

一種基于換流器容量和調節速度的直流電壓斜率控制策略，是以四端柔性直流輸電系統中某一直流電壓自適應斜率控制端換流站為依據的，控制策略包括以下步驟：

第一步、獲取某一直流電壓自適應斜率控制端換流站的額定容量S；