[發明專利]基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法及系統

在審

• 申請號: 202011128171.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN114389299A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 羅凱明;張莉;周挺;吳金陵;羅建裕;劉書良;李海峰;唐聰;劉林;李志霄
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司;南京千智電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/06;H02J3/38;H02J3/14
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，所述混合級聯直流輸電系統的拓撲結構包括整流側、逆變側以及連接所述整流側和所述逆變側的直流輸電線路；

其特征在于，所述協調控制方法包括以下步驟：

S1：構建所述混合級聯直流輸電系統的仿真模型；

S2：計算所述混合級聯直流輸電系統接入電網后的潮流，通過調整運行方式使其滿足N-1法則；

S3：構建所述混合級聯直流輸電系統的預想故障集；

S4：在所述運行方式下實時獲取電網運行參數，并根據所述電網運行參數，通過所述仿真模型判斷在所述預想故障集下電網能否安全穩定運行，若否，執行步驟S5，否則，重復執行步驟S4；

其中，所述電網運行參數包括功角、電壓和頻率；

S5：使用所述混合級聯直流輸電系統的基本控制策略控制所述整流側和/或所述逆變側運行；執行步驟S4。

2.根據權利要求1所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，步驟S5中，所述基本控制策略包括所述整流側和所述逆變側的LCC換流器均采用定直流電流控制，所述逆變側的VSC換流器采用定直流電壓控制和定交流電壓控制。

3.根據權利要求2所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，所述整流側的LCC換流器采用定直流電流控制的方法包括，

在正常電壓水平下，所述整流側的LCC換流器采用定直流電流控制；

若直流或交流電壓上升，則切換工作方式，采用激活最小觸發角控制；

若直流電壓因系統擾動而下降第一預設閾值時，VDCOL控制器投入運行以降低直流電流指令值。

4.根據權利要求2所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，所述逆變側的LCC換流器采用定直流電流控制的方法，包括，

在正常工作時，所述逆變側的LCC換流器采用定直流電流控制；

若所述逆變側的直流電流下降幅度超過第二預設閾值和/或所述逆變側的直流電壓下降幅度超過第三預設閾值且小于第四預設閾值時，則切換工作方式，啟動所述逆變側的LCC換流器最小熄弧角控制；

若所述逆變側的直流電壓超過所述第四預設閾值時，則啟動VDCOL控制器進行低壓限流。

5.根據權利要求2所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，所述逆變側的VSC換流器采用定直流電壓控制和定交流電壓控制的方法包括，

所述VSC換流器負責平衡系統傳輸的功率，若兩側產生波動造成功率不平衡，則直流側電容通過充放電實現電壓的平穩變化，直流電壓控制器將接收到的直流電壓指令值與實際測量的直流電壓進行比較得到調制度信號，用以對交流側電壓進行控制，保證交流電壓的穩定。

6.根據權利要求5所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，所述逆變側還包括閉鎖控制模塊；

所述逆變側的VSC換流器采用定直流電壓控制和定交流電壓控制的控制方法，還包括，

若交流電壓低于閉鎖設定值，向PWM輸入閉鎖信號，閉鎖所述VSC換流器；

若交流電壓回升至第五預設閾值，向PWM輸入解鎖信號，解鎖所述VSC換流器。

7.根據權利要求2所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法及系統，其特征在于，步驟S5中，還包括，當所述基本控制策略控制所述整流側和/或所述逆變側無法滿足電網安全穩定運行時，采用切機切負荷和/或故障解列方式以使得電網安全穩定運行。

8.根據權利要求1-7任一項所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，所述仿真模型包括所述整流側的等效模型、所述逆變側的等效模型、換流站的等效模型和控制器的等效模型。

9.根據權利要求1-7任一項所述的基于混合級聯直流輸電系統的協調控制方法，其特征在于，步驟S3中，所述預想故障集包括，常規電網故障和所述混合級聯直流輸電系統的故障；

其中，所述混合級聯直流輸電系統的故障包括換流閥故障、換流站整流側故障和/或逆變側故障。

10.一種基于混合級聯直流輸電系統的協調控制系統，所述混合級聯直流輸電系統的拓撲結構包括整流側、逆變側以及連接所述整流側和所述逆變側的直流輸電線路；其特征在于，所述協調控制系統包括，

仿真模型構建單元，被配置為構建所述混合級聯直流輸電系統的仿真模型；

運行方式調整單元，被配置為計算所述混合級聯直流輸電系統接入電網后的潮流，通過調整運行方式使其滿足N-1法則；

預想故障集構建單元，被配置為構建所述直流混合級聯直流輸電系統的預想故障集；

安穩運行判斷單元，被配置為在所述運行方式下實時獲取電網運行參數，并根據所述電網運行參數，通過所述仿真模型判斷在所述預想故障集下電網能否安全穩定運行；其中，所述電網運行參數包括功角、電壓和頻率；

基本策略實施單元，被配置為使用所述混合級聯直流輸電系統的基本控制策略控制所述整流側和/或所述逆變側運行。