[發(fā)明專利]一種可實現(xiàn)功率反向的柔性直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)制方法

有效

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• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111987735B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 史蕊;袁彩虹;白晨希;宋亞林;楊揚
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 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

本發(fā)明公開了一種可實現(xiàn)功率反向的柔性直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)制方法，所述方法中功率方式包含聯(lián)合功率模式和獨立功率模式，其特征在于，控制單元收到功率調(diào)制命令時，停止所有換流單元的功率升降，各換流單元根據(jù)各自的功率限值比例和實際功率方向，按照聯(lián)合功率模式換流單元優(yōu)先分配功率調(diào)制參考值的方法，對各換流單元的運行功率參考值進行分配和刷新后，執(zhí)行瞬時功率升降操作，本發(fā)明避免了全站多個換流單元不同功率方式下調(diào)制功率的分配困難問題、站內(nèi)多個換流單元不能實現(xiàn)功率反向甚至功率回環(huán)問題，實現(xiàn)了全站的功率的優(yōu)化控制。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性直流輸電技術領域，可用于換流站內(nèi)包括多個換流單元的功率提升和功率回降。

背景技術

隨著用電需求的增加和電力電子器件及控制技術的進步，直流輸電的容量和電壓等級越來越高。柔性直流輸電采用電壓源換流器，其獨特的全控性特點，避免了電流型換流器因換相失敗導致的功率震蕩和系統(tǒng)失穩(wěn)等問題。

為了實現(xiàn)大容量功率輸送的要求，新建或換流站擴容需要由多個換流單元組成。一側電網(wǎng)異常需要緊急功率提升或功率回降時(即功率調(diào)制)，需調(diào)制的功率在各換流單元之間的分配相對于單個或兩個換流單元的功率調(diào)制，多換流單元的可靠性要求更高，其控制也更加復雜，特別是換流單元具有聯(lián)合控制和獨立控制兩種功率方式。

目前，對柔性直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)制技術的研究僅局限于雙極拓撲或者兩個對稱單極構成的雙單元系統(tǒng)，且不能實現(xiàn)功率方向的改變，而舊站擴容新增換流單元容量往往也不同于已建換流單元；為了充分發(fā)揮柔性直流輸電的傳輸功率的優(yōu)勢，需要一種靈活、可靠和有效的功率調(diào)制方法，解決由于舊站擴容或者新建換流站而出現(xiàn)的多個換流單元之間調(diào)制功率分配和不能實現(xiàn)功率反向等問題，保證換流站功率的靈活控制和直流系統(tǒng)的安全可靠運行。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術不足，本發(fā)明提出一種可實現(xiàn)功率反向的柔性直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)制方法，解決了多個換流單元因提升或回降的調(diào)制功率分配不夠靈活優(yōu)化，帶來的功率調(diào)制錯誤、功率回環(huán)等問題，實現(xiàn)了多個換流單元柔性直流輸電系統(tǒng)換流單元的功率平衡、同時反向等穩(wěn)定運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案實現(xiàn)：

一種可實現(xiàn)功率反向的柔性直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)制方法，所述方法中功率方式包含聯(lián)合功率模式和獨立功率模式。其特征在于，控制單元收到功率調(diào)制命令時，停止所有換流單元的功率升降，各換流單元根據(jù)各自的功率限值比例和實際功率方向，按照聯(lián)合功率模式換流單元優(yōu)先分配功率調(diào)制參考值的方法，對各換流單元的運行功率參考值進行分配和刷新后，執(zhí)行瞬時功率升降操作。所述的功率協(xié)調(diào)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(lián)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(tài)K_Dj，解鎖狀態(tài)K_Dj＝1，閉鎖狀態(tài)或停機狀態(tài) K_Dj＝0，j為換流單元編號；

3)提取各換流單元當前運行功率參考值P_j、功率限值P_maxj和運行人員下發(fā)的功率調(diào)制總值P_mod，計算所有換流單元所能承擔的功率調(diào)制量P_{mod_max}。若調(diào)制命令是功率提升，若調(diào)制命令是功率回降，取P_mod和P_{mod_max}兩者小值作為最終功率調(diào)制量P_{mod_final}。

4)判斷功率調(diào)制方向與當前的功率方向，若相同，執(zhí)行步驟5)；若相反，執(zhí)行步驟6)。

5)計算處于聯(lián)合模式的換流單元需要承擔的調(diào)制量P_{mod_jiont}和處于獨立模式的換流單元需要承擔的調(diào)制量P_{mod_sep}。