[發明專利]一種抑制后續換相失敗的儲能暫態功率協調控制方法

在審

• 申請號: 202110099174.8
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112865165A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 姚偉;周泓宇;艾小猛;文勁宇;李程昊;高東學;張景超
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02J3/32;H02J3/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種抑制后續換相失敗的儲能暫態功率協調控制方法，屬于多饋入特高壓的交直流混聯電網技術領域，方法包括：檢測逆變側的直流電流、交流母線電壓以及熄弧角；當直流電流大于第一電流閾值或交流母線電壓小于電壓閾值或熄弧角小于第一熄弧角閾值時，控制儲能電站進入暫態控制模式。通過檢測逆變側的直流電流以及熄弧角，分別確定儲能有功出力時間指令、無功出力時間指令；通過檢測交流母線電壓確定有功出力幅度指令，利用儲能總容量約束確定無功出力幅度指令；從而在目標出力時刻向儲能電站發出目標出力幅度的儲能有功指令與無功指令。如此，本發明能夠有效抑制交直流混聯系統故障后的后續換相失敗，促進故障后電壓恢復。

技術領域

本發明屬于多饋入特高壓的交直流混聯電網技術領域，更具體地，涉及一種抑制后續換相失敗的儲能暫態功率協調控制方法。

背景技術

換相失敗是基于電網換相換流器的高壓直流輸電系統最為常見故障之一。換相失敗發生后，直流電壓迅速跌落、直流電流劇烈增加，對系統造成嚴重沖擊，甚至會導致傳輸功率中斷。隨著高壓直流輸電工程的相繼投入，我國電網“強直弱交、多回直流集中饋入”的特征日漸突出，受端電網支撐能力下降，交流系統故障可能誘發單個換流站的多次換相失敗，甚至造成直流閉鎖，嚴重威脅我國新形態下交直流混聯電網安全。

隨著電網側規模化儲能電站及百兆瓦級儲能電站群的建設，儲能電站群除了能夠在調峰、調頻、平抑新能源并網后功率波動等場景發揮作用外，還可針對電網故障提供暫態有功、無功緊急支撐。與其它儲能形式相比，電化學儲能具有響應速度快、動態有功無功支撐能力強、環境適應度高、建設周期短、可分散配置等優勢，對于電網而言是一種非常優質的調節資源。

當直流系統發生首次換相失敗之后，對于如何采用合適的控制策略以充分利用電網側電化學儲能的快速響應和暫態支撐能力，為故障后的交流系統提供暫態功率支撐，減少后續換相失敗次數，提高故障后電網的恢復能力，具有重要的理論和實際意義。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種抑制后續換相失敗的儲能暫態功率協調控制方法，其目的在于采用合適的控制策略以充分利用電網側電化學儲能的快速響應和暫態支撐能力，為故障后的交流系統提供暫態功率支撐，減少后續換相失敗次數，提高故障后電網的恢復能力。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種抑制后續換相失敗的儲能暫態功率協調控制方法，包括：

S1：檢測逆變側的直流電流、交流母線電壓以及熄弧角；當所述直流電流大于第一電流閾值，或所述交流母線電壓小于電壓閾值，或所述熄弧角小于第一熄弧角閾值時，控制儲能電站進入暫態控制模式；

S2：利用所述直流電流與所述第一電流閾值及第二電流閾值之間的大小關系確定儲能有功出力時間指令，所述第一電流閾值大于所述第二電流閾值；利用所述熄弧角與所述第一熄弧角閾值及第二熄弧角閾值之間的大小關系確定儲能無功出力時間指令，所述第一熄弧角閾值小于所述第二熄弧角閾值；

S3：利用所述交流母線電壓與所述電壓閾值的大小關系確定儲能有功出力幅度指令；利用儲能總容量約束確定儲能無功出力幅度指令；

S4：在目標出力時刻向所述儲能電站發出目標出力幅度的儲能有功指令與無功指令；所述出力時間指令攜帶所述目標出力時刻，所述出力幅度指令攜帶所述目標出力幅度。

進一步地，所述步驟S2包括：

S201：當檢測到所述直流電流大于所述第一電流閾值時，發出有功下降沿指令，有功出力時間指令的值P_T為-1，所述有功下降沿指令用于控制儲能電站吸收高壓直流輸電系統逆變側有功功率；當檢測到所述熄弧角小于所述第一熄弧角閾值時，發出無功上升沿指令，無功出力時間指令的值Q_T為1，所述無功上升沿指令用于控制儲能向高壓直流輸電系統逆變側釋放無功功率；