[發明專利]一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法

有效

• 申請號: 202010838231.5
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111969640B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 史蕊;袁彩虹;白晨希;翟銳;宋亞林
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/00
• 代理公司: 深圳正和天下專利代理事務所(普通合伙) 44581
• 代理人: 楊波

1.一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，所述方法中功率方式包含聯合功率模式和獨立功率模式，有功類功率控制包括直流電壓控制模式和有功功率控制模式，其特征在于：所述聯合功率模式的換流單元根據各自的功率限值等比例分配運行功率參考值；所述功率協調控制方法包括如下步驟：

1)判斷各換流單元的功率方式K_Mj，聯合模式K_Mj＝1，獨立模式K_Mj＝0，j為換流單元編號；

2)判斷各換流單元的運行狀態K_Dj，解鎖狀態K_Dj＝1，閉鎖狀態或停機狀態K_Dj＝0，j為換流單元編號；

3)設置功率參考值的基準值P_nom，提取各換流單元的功率限值P_maxj，計算各換流單元的功率參考值系數j為換流單元編號；

4)提取各換流單元當前運行功率參考值P_j和運行人員下發的功率總值P_set，計算聯合功率模式的換流單元需要承擔的功率參考值P_setu，計算換流單元重新協調分配的功率參考值

5)提取升降速率參考值P_{ramp_set}和各換流單元上個周期的功率升降速率判斷各換流單元的功率升降狀態K_Pj，升降過程中K_Pj＝1，功率無升降K_Pj＝0，j為換流單元編號；計算各換流單元的執行的升降速率，若有獨立模式的換流單元功率正在升降：若所有換流單元均無升降：

2.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，所述柔性直流輸電系統由多個對稱單極拓撲結構的換流單元組成。

3.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，本換流站內換流單元的有功類控制模式是直流電壓控制或者有功功率控制，各換流單元可根據運行要求隨意配置為直流電壓模式或者有功功率模式；若換流單元配置為直流電壓控制模式，獲取對站當前運行功率參考值。

4.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，所述步驟1)中判斷換流單元的功率方式是聯合模式或者獨立模式，各換流單元根據運行需求配置為聯合模式或者獨立模式。

5.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，所述步驟3)中功率參考值的基準值P_nom設定為換流站總容量；各換流單元的功率限值P_maxj，根據換流單元正常或由于設備異常引起的限功率運行計算，正常運行取換流單元設計容量值，異常運行則根據限功率情況而變化。

6.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，所述步驟4)中聯合功率模式的換流單元需要承擔的功率參考值描述為功率總值減去所有獨立模式換流站的運行功率參考值；所有換流單元的功率方向一致，對聯合模式換流單元需要承擔的功率參考值P_setu作如下限制：

1)獨立模式換流單元的功率方向為功率正送，P_setu設置下限為0，上限為換流站總容量；

2)獨立模式換流單元的功率方向為功率反送，P_setu設置上限為0，下限為換流站總容量；

3)獨立模式換流單元無功率傳輸，P_setu設置上限和下限為換流站正送和反送總容量。

7.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，功率參考值的計算和分配由直流站控系統完成，各換流單元控制系統與直流站控系統以快速總線冗余交叉形成通信網絡；由直流站控獲取各換流單元的功率和運行狀態信息，計算功率分配參考值和功率升降速率并分發給換流單元，由換流單元執行功率的升降。

8.根據權利要求1所述的一種多換流單元柔性直流輸電系統的功率協調控制方法，其特征在于，功率參考值的計算和分配可由換流單元的主導單元完成，各換流單元之間以快速總線冗余交叉形成通信網絡；各換流單元之間交換功率和運行狀態信息，均計算功率分配參考值和功率升降速率，由主導單元并分發給各換流單元，換流單元執行功率的升降；主導單元的選擇原則如下：解鎖狀態的換流單元優先選擇為主導單元；功率聯合模式的換流單元優先選擇為主導單元；通信正常的換流單元優先選擇為主導單元；設備運行狀態越好的換流單元優先選擇為主導單元。