[發明專利]一種基于多端直流系統的分層控制方法

在審

• 申請號: 202211089938.6
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN116154834A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張遠實;錢文妍;章飛;李揚;湯奕;周吉;錢俊良
• 申請（專利權）人: 東南大學溧陽研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/36;H02J3/06;H02J1/14;H02J1/10
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張天哲

1.一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，所述的分層控制由一層控制和二層控制組成；在一層控制中，處于下垂控制的外環回路的參考電壓是自適應的，該參考電壓設定值由二層控制獲得；在二層控制中，提出了以比例功率共享、直流電網損耗最小化和應急后的直流電壓總變化最小為優化目標的直流潮流優化模型；所述方法具體步驟包括：

步驟S1：建立優化目標模型，包括功率裕度成比例地共享功率不匹配模型、直流電網損耗最小化模型和應急后的直流電壓總變化最小化模型；

步驟S2：根據步驟S1中的優化目標，建立多目標優化模型；

步驟S3：在二層控制中，利用上述步驟中建立的模型對網絡進行潮流優化，得到的潮流解通過通信系統傳輸給一層控制；

步驟S4：在一層控制中采用自適應下垂控制，VSC換流站根據收到的自適應參數，設置其參考功率為基于最優潮流的參數值，并根據參考功率對物理層注入功率實施控制。

2.根據權利要求1所述的一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，比例功率共享模型表示為：

為了根據可用功率裕度成比例地共享功率不匹配，直流電網最優潮流方程集中加入n-1個約束，實現等功率共享，寫為：

其中P_c，pre與P_c，post分別是突發事件前后VSC的有功功率；H為VSC裕度空間。

3.根據權利要求1所述的一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，最小化直流電網傳輸損耗或直流電壓變化最優函數表示為：

其中f_obj(V_dc)為優化目標；f₁(P_c，V_dc)為直流潮流方程；f₂(P_c)為(1)中的功率共享等式約束；g(P_c，V_dc)為不等式約束。

4.根據權利要求1所述的一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，直流電網損耗最小化模型表示為：

其中f_obj(V_dc)為優化目標；G_ij為節點i和j之間傳輸線的電導；m為MTDC系統中存在的DC節點數，i，j∈{1，...，m}；P_loss為直流電網損耗；V_pp，i為節點i的電壓；V_pp，j為節點j的電壓。

5.根據權利要求1所述的一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，直流電壓總變化最小化模型表示為：

其中f_obj(V_dc)為優化目標；V_pp，pre，i與V_{pp，post，i}分別是第i個VSC突發事件前后的直流電壓；m為MTDC系統中存在的DC節點數，i∈{1，...，m}；V_variation為直流電壓總變化。

6.根據權利要求1所述的一種基于多端直流系統的分層控制方法，其特征在于，多目標優化模型表示為：

f_obj(V_dc)＝w*min(P_loss)+(1-w)*min(V_variation)(5)

其中f_obj(V_dc)為優化目標；P_loss為直流電網損耗；V_variation為直流電壓總變化；w為由系統操作員根據實際優化要求選擇的權重；若w值增加則直流電網損耗將減少，但總直流電壓變化較大，若w值減小則直流電網損耗將增大，但總直流電壓變化較小。