[發(fā)明專利]考慮換流站電壓無(wú)功控制的交直流協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011035047.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112202182B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏偉;胡顯文;曹逸凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/16
• 分類號(hào): H02J3/16;H02J3/36;H02J3/50
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.考慮換流站電壓無(wú)功控制的交直流協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立交直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制模型M；

所述交直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制模型M的目標(biāo)函數(shù)如下所示：

式中，ΔV_g為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)量向量；W_a和W_q表示目標(biāo)權(quán)重；為中樞節(jié)點(diǎn)和換流站節(jié)點(diǎn)的電壓當(dāng)前值向量，V_pref為中樞節(jié)點(diǎn)和換流節(jié)點(diǎn)的電壓參考值向量；C_p為中樞節(jié)點(diǎn)和換流站節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；μ_g為發(fā)電機(jī)無(wú)功出力均衡因子矩陣；

第i臺(tái)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力均衡因子μ_gi如下所示：

其中，和分別為第i臺(tái)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力當(dāng)前值、上限和下限向量；C_g為發(fā)電機(jī)無(wú)功出力對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；C_gi為矩陣C_g的第i行向量；n_g為發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)；

所述交直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制模型M的約束條件包括交直流系統(tǒng)的潮流約束、交直流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全約束、發(fā)電機(jī)的控制能力約束、換流器的控制能力約束和換流站關(guān)口耦合狀態(tài)變量約束；交直流系統(tǒng)的潮流約束包括交流系統(tǒng)的潮流約束和換流節(jié)點(diǎn)的潮流約束；發(fā)電機(jī)的控制能力約束包括發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓上下限約束、發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功上下限約束；換流器的控制能力約束包括換流器特性方程約束和換流站控制變量約束；

其中，交流系統(tǒng)的潮流約束如下所示：

式中，P_Gi、Q_Gi分別表示交流節(jié)點(diǎn)i處電源發(fā)出的有功與無(wú)功功率；P_Li、Q_Li分別表示交流節(jié)點(diǎn)i處負(fù)荷吸收的有功與無(wú)功功率；V_i表示節(jié)點(diǎn)i的電壓，G_ij、B_ij、δ_ij分別表示線路ij的電導(dǎo)、電納、相角差；V_j表示節(jié)點(diǎn)i的電壓；j＝1，2，…，n；n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)；

換流節(jié)點(diǎn)的潮流約束如下所示：

式中，V_d為換流站直流端的對(duì)地電壓；I_d為換流站直流端的電流；d_ij為換流站所在支路相角差；為換流器的功率因數(shù)角；

交直流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全約束分別如公式(5)至公式(9)所示，即：

式中，ΔV_h、和分別為發(fā)電廠高壓側(cè)母線電壓的當(dāng)前值、調(diào)整量、上限和下限；

式中，和分別為中樞母線和換流站母線電壓的當(dāng)前值、上限和下限，ΔV_g為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)整量，C_p為中樞母線和換流站母線電壓對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；

式中，為發(fā)電廠高壓側(cè)的母線電壓?jiǎn)尾秸{(diào)整量的最大允許值；

式中，和為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的當(dāng)前值、上限和下限；

式中，和分別為發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功的當(dāng)前值、上限和下限；C_g為發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；

換流器特性方程約束分別如公式(10)和公式(11)所示，即：

式中，V_t為換流母線電壓，V_d為換流站直流端的對(duì)地電壓，I_d為換流站直流端的電流；θ_d為換流器的控制角；k_b為六脈動(dòng)換流器數(shù)；k_T為換流變壓器變比；X_c為換相電抗；

式中，k_r為換相重疊系數(shù)；

換流站控制變量約束分別如公式(12)至公式(14)所示，即：

d₁(I_d,V_d,cosθ_d,k_T,P_d)＝0 (12)

式中，P_d為換流站直流端傳輸?shù)挠泄β?；d₁(I_d,V_d,cosθ_d,k_T,P_d)為控制變量組；

d₂(I_d,V_d,cosθ_d,k_T,P_d)＝0 (13)

式中，和分別表示控制角的初始值、上限和下限；C_d為換流器控制角對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；d₂(I_d,V_d,cosθ_d,k_T,P_d)為控制變量組；

換流站關(guān)口耦合狀態(tài)變量約束如下所示：

式中，和分別為換流站吸收無(wú)功的當(dāng)前值、上限和下限，C_n為換流站吸收無(wú)功對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的靈敏度矩陣；

2)對(duì)交直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)二級(jí)電壓控制模型M進(jìn)行解算，得到發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)量向量ΔV_g。