[發明專利]一種柔性直流輸電系統的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010216911.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111478353B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 周月賓;饒宏;許樹楷;陳俊;楊柳
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/00;H02M1/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種柔性直流輸電系統的控制方法，其特征在于，包括：

當檢測到換流器的任一橋臂中發生故障的功率模塊的數量大于預設的冗余數量閾值時，計算該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值；

根據該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值以及預設的柔性直流輸電系統的功率邊界條件，計算所述柔性直流輸電系統能吸收的最大有功功率限值和最大無功功率限值；

根據所述最大有功功率限值和所述最大無功功率限值控制所述柔性直流輸電系統的輸出功率，以使所述柔性直流輸電系統保持運行；

所述計算該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值，具體包括：

計算所述功率模塊的當前平均運行電壓；

計算所述功率模塊的額定正向紋波電壓；

根據所述功率模塊的額定正向紋波電壓和所述功率模塊的當前平均運行電壓，通過以下公式計算該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值：

△U₁＝U_N+△U_N-U₁

其中，△U₁為所述功率模塊的當前正向紋波電壓限值；U₁為所述功率模塊的當前平均運行電壓；U_N為在所述換流器處于額定運行狀態時，所述功率模塊的平均運行電壓；△U_N為所述功率模塊的額定正向紋波電壓；

所述根據該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值以及預設的柔性直流輸電系統的功率邊界條件，計算所述柔性直流輸電系統能吸收的最大有功功率限值和最大無功功率限值，具體包括：

計算所述換流器在當前運行功率水平下的調制比：

其中，m₁為所述換流器在當前運行功率水平下的調制比；N為所述換流器中所有橋臂的功率模塊的額定數量；U_N為在所述換流器處于額定運行狀態時，所述功率模塊的平均運行電壓；E為所述柔性直流輸電系統中的變壓器閥側額定線電壓有效值；P為所述換流器內部輸出的虛擬有功功率；Q為所述換流器內部輸出的虛擬無功功率；R為所述柔性直流輸電系統的交流側等效損耗電阻；ω為電網工頻角頻率；L_T為所述柔性直流輸電系統中的變壓器短路阻抗電感值；L為所述換流器中的橋臂電抗器電感值；

計算所述換流器在當前運行功率水平下的輸出功率因數角：

其中，為所述換流器在當前運行功率水平下的輸出功率因數角；P_o為所述柔性直流輸電系統能吸收的最大有功功率限值；Q_o所述柔性直流輸電系統吸收的最大無功功率限值；P為所述換流器內部輸出的虛擬有功功率；E為所述柔性直流輸電系統中的變壓器閥側額定線電壓有效值；ω為電網工頻角頻率；L_T為所述柔性直流輸電系統中的變壓器短路阻抗電感值；L為所述換流器中的橋臂電抗器電感值；

根據該橋臂的功率模塊的當前正向紋波電壓限值、所述換流器在當前運行功率水平下的調制比、所述換流器在當前運行功率水平下的輸出功率因數角以及預設的柔性直流輸電系統的功率邊界條件，通過以下公式計算所述柔性直流輸電系統能吸收的最大有功功率限值和最大無功功率限值：

所述功率邊界條件為：P_o≤P_N，Q_o≤Q_N；

其中，△U₁為所述功率模塊的當前正向紋波電壓限值；P_o為所述柔性直流輸電系統能吸收的最大有功功率限值；Q_o所述柔性直流輸電系統吸收的最大無功功率限值；E為所述柔性直流輸電系統中的變壓器閥側額定線電壓有效值；m₁為所述換流器在當前運行功率水平下的調制比；ω為電網工頻角頻率；t為時間；C為所述功率模塊的電容容值；為所述換流器在當前運行功率水平下的輸出功率因數角；N₁為所述換流器中每橋臂可用的功率模塊的數量的最小值；U₁為所述功率模塊的當前平均運行電壓。