[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

本發明公開了一種基于多端直流系統的分層控制方法，涉及柔性直流輸電領域，具體涉及一種基于基于VSC換流器功率裕度的多端直流系統(MTDC)的分層控制方法。為了解決自主功率共享控制并不能實現如直流電網損失的最小化等的直流電網優化的問題，本發明提出了一種基于多端直流系統的分層控制方法，基于VSC換流器功率裕度，可以實現成比例地共享功率不匹配可進行作為；以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為優化目標，可以實現對網絡潮流的優化；利用線性標量化方法將兩個目標函數結合在一起，在直流電網損失的最小化和總直流電壓變化之間進行權衡，實現多目標優化；可以根據潮流優化結果，實現對功率共享的精確控制。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電領域，具體涉及一種基于VSC換流站多端直流系統的分層控制方法。

背景技術

基于電壓源換流器(VSC)的高壓直流(HVDC)輸電系統已被廣泛接受為遠距離大規模可再生能源發電的一種使能技術。與點到點VSC?HVDC系統相比，多端直流字體(MTDC)在降低資本成本、實際配電靈活性和增強系統可靠性方面具有多項優勢。一般來說，直流電網中的直流電壓控制有三種主要方案，即主從控制、電壓裕度控制和下垂控制。對于主從控制，直流平衡節點的中斷可能會導致整個直流電網斷電。電壓裕度控制被視為主從控制的擴展，但在主變流器的過渡過程中可能會出現較大的振蕩。相比之下，下垂控制被認為是MTDC系統更可靠的控制方案，因為多個換流器可以共同參與直流電壓調節。

自主功率共享控制是一種可以在不制定和解決全局直流潮流的情況下實現相同或比例的功率共享的功率共享控制方式，只需要主層中的VSCs之間的通信來傳輸本地測量值，即可實現對由于突發事故引起的功率變化的消納，大大降低了計算成本和通信需求，在功率共享中被廣泛使用。然而，自主功率共享控制并不能實現如直流電網損失的最小化等的直流電網優化，使得資源分配效率不能得到有效提升。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：

自主功率共享控制是一種可以在不制定和解決全局直流潮流的情況下實現相同或比例的功率共享的功率共享控制方式，只需要主層中的VSCs之間的通信來傳輸本地測量值，即可實現對由于突發事故引起的功率變化的消納，大大降低了計算成本和通信需求，在功率共享中被廣泛使用。然而，自主功率共享控制并不能實現如直流電網損失的最小化等的直流電網優化，導致部分資源的浪費。如何在實現對功率共享的精確控制的情況下，依據多個指標實現對潮流的優化，是本本發明需要解決的關鍵技術問題。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

1.為了根據可用功率裕度成比例地共享功率不匹配，建立比例功率共享模型，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，可寫為：

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。

2.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；

3.建立直流電網損耗最小化模型可表示為：