[發(fā)明專利]一種抑制直流連續(xù)換相失敗的交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制方法

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• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113725886A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳東;丁蒼璧;周霞;戴劍豐;竇春霞;張智俊;李兆偉;胡陽;郄朝輝;劉福鎖;李威;薛峰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué);國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/50;H02J3/48;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種抑制直流連續(xù)換相失敗的交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制方法，其包括：當(dāng)系統(tǒng)面臨連續(xù)換相失敗風(fēng)險時，通過調(diào)節(jié)逆變側(cè)直流電流指令降低直流傳輸系統(tǒng)有功功率，進(jìn)而抑制直流連續(xù)換相失敗；同時監(jiān)測交直流混聯(lián)系統(tǒng)的潮流變化，對交流傳輸系統(tǒng)進(jìn)行過載風(fēng)險判斷；若存在過載風(fēng)險，則啟動火電機(jī)組調(diào)頻系統(tǒng)降低有功輸出，若火電廠調(diào)節(jié)水平無法有效減小系統(tǒng)潮流大范圍波動，則采用風(fēng)電機(jī)組主動功率控制的方法調(diào)節(jié)送端電網(wǎng)有功輸出，降低交流傳輸系統(tǒng)過載危害。本發(fā)明方法既能夠抑制直流連續(xù)換相失敗，又能降低交流傳輸系統(tǒng)過載現(xiàn)象風(fēng)險，有效地保證了含高比例風(fēng)電送端電網(wǎng)交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制的靈活性、快速性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抑制直流連續(xù)換相失敗的交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制方法，屬于大電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國風(fēng)電基地與火電基地的建設(shè)在分布地區(qū)上高度重疊，并且都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，因此，風(fēng)火打捆的發(fā)電方式得到廣泛應(yīng)用，而高壓直流輸電系統(tǒng)符合風(fēng)火打捆發(fā)電過程中大容量、遠(yuǎn)距離輸電的需求。結(jié)合傳統(tǒng)的高壓交流輸電系統(tǒng)，風(fēng)火打捆交直流混聯(lián)外送系統(tǒng)將是電力系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢。高壓直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)換相失敗是交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)最常見的故障之一，同時換相失敗將引起直流傳輸系統(tǒng)功率大幅度跌落，系統(tǒng)潮流大范圍轉(zhuǎn)移，進(jìn)而導(dǎo)致交流輸電系統(tǒng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。因此，如何抑制交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的直流連續(xù)換相失敗及其潮流大幅度波動是現(xiàn)代電力系統(tǒng)亟待解決的問題。

目前，對于抑制高壓直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的研究較多。在設(shè)計(jì)規(guī)劃方面，可配置靜止無功補(bǔ)償器(static var compensator，SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(staticsynchronous compensator，STATCOM)等無功補(bǔ)償設(shè)備，提升系統(tǒng)的無功電壓支撐能力，降低換相失敗風(fēng)險。在控制策略方面，目前主流采用低壓限流控制(voltage dependentcurrent order limiter，VDCOL)和換相失敗預(yù)測控制(commutation failure preventioncontrol，CFPREV)的優(yōu)化提升方法。CFPREV的研究相對較少，該控制方法可根據(jù)控制逆變器提前觸發(fā)直接提升換相裕度，從而降低換相失敗風(fēng)險；VDCOL在低電壓條件下限制直流電流，減小直流系統(tǒng)有功功率傳輸，從而降低系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的發(fā)生概率。

目前，對于交直流混聯(lián)系統(tǒng)中交流傳輸系統(tǒng)過載現(xiàn)象的研究成果較少。一般采用潮流控制器改善交直流混聯(lián)傳輸系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)潮流分布，但是其成本過高，建設(shè)難度較大。而對于暫態(tài)過程中功率沖擊的調(diào)節(jié)策略，尚未有相關(guān)研究。在風(fēng)火打捆交直流混聯(lián)外送系統(tǒng)中，減小送端電網(wǎng)有功功率輸出是解決系統(tǒng)潮流大范圍轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵，一般可采用切機(jī)切負(fù)荷或火電機(jī)組調(diào)頻的方法，前者存在過切除的問題，這將增加火電機(jī)組不必要的啟停次數(shù)，并惡化風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致相關(guān)經(jīng)濟(jì)收益減少，后者對含高比例新能源送端電網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)作用十分有限，無法及時有效處理系統(tǒng)潮流波動問題。因此，快速有效地抑制直流連續(xù)換相失敗，同時高效經(jīng)濟(jì)地降低直流連續(xù)換相失敗后交流傳輸系統(tǒng)過載風(fēng)險，對實(shí)現(xiàn)風(fēng)火打捆交直流混聯(lián)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中抑制直流連續(xù)換相失敗時風(fēng)火打捆交直流混聯(lián)傳輸系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制不足的問題，本發(fā)明提出了一種抑制直流連續(xù)換相失敗的交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制方法，分析風(fēng)火打捆交直流混聯(lián)外送系統(tǒng)的潮流分布特性，通過降低直流傳輸系統(tǒng)的無功需求來抑制直流連續(xù)換相失敗，并主動控制送端電網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組有功輸出，降低交流傳輸系統(tǒng)過載現(xiàn)象危害，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段：

本發(fā)明提出了一種抑制直流連續(xù)換相失敗的交直流混聯(lián)系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制方法，包括：

當(dāng)直流傳輸系統(tǒng)發(fā)生直流換相失敗后，通過逆變側(cè)直流電流指令降低直流傳輸系統(tǒng)有功功率，抑制直流連續(xù)換相失敗；

當(dāng)直流傳輸系統(tǒng)發(fā)生直流換相失敗后，根據(jù)含高比例風(fēng)電送端電網(wǎng)的交直流混聯(lián)系統(tǒng)潮流變化，對交直流混聯(lián)系統(tǒng)中交流傳輸系統(tǒng)進(jìn)行過載風(fēng)險判斷；