[发明专利]一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网调度控制领域，具体涉及一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统及方法。

背景技术

随着电力系统中装机容量的不断增加，电网运行对于输电能力的要求日益增强。然而直流输电相对传统的交流输电优势明显，其中柔性直流输电技术的发展为直流输电提供了良好的应用空间。对于柔性直流输电而言,特别涉及多端柔性直流输电，其在世界范围内还未能建设出成熟的示范工程，因此，相对于传统交流电网的调度控制策略，含多端柔性直流输电网络的电网稳定控制策略目前仍处于技术空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统及方法。

本发明的技术方案是：

一种含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统，包括多端柔性直流输电系统、检测单元、控制单元和负荷；

所述多端柔性直流输电系统的换流端逆变侧连接负荷，并且该逆变侧通过电网联络线连接到交流电网；

所述检测单元分别连接交流侧母线和直流侧母线，用于检测换流端的交流侧母线电压、交流侧母线相角和直流侧母线电压；

所述控制单元安装在每个换流端上，控制单元的输入端与检测单元的输出端相连，控制单元控制换流端内的桥式全控开关的开合，各控制单元之间可实现通信。

电网发生故障或扰动时，其运行方式包括暂态安全运行与静态安全运行，本发明方法利用检测到的换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压来判定故障运行方式为静态故障运行或是暂态故障运行：当电网发生故障时，控制单元检测到柔性直流换流端的交流母线电压与直流母线电压没有发生阶跃性的变化，并且交流母线相角没有发生阶跃性变化，则控制单元判断电网为静态故障运行，此时控制单元采用静态稳定运行控制方式对各换流端进行控制；当控制单元检测到柔性直流换流端的交流母线电压与直流母线电压发生阶跃性的变化，并且交流母线相角同时发生阶跃性变化，此时控制单元判断电网为暂态故障运行，此时控制单元采用暂态稳定运行控制方式对各换流端进行控制。

采用含多端柔性直流输电系统的电网运行控制系统进行电网运行控制的方法，包括如下步骤：

步骤1：实时检测多端柔性直流输电系统的各换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压；

步骤2：对步骤1采集的数据进行分析：若多端柔性直流输电系统换流端的交流母线电压、交流母线相角和直流母线电压波动，则说明此时电网出现了故障；

步骤3：电网在故障状态下继续运行，判断此时电网故障运行类型：

若多端柔性直流输电系统换流端的交流母线电压和直流母线电压出现阶跃式变化，并且换流端的交流母线相角也出现阶跃式变化，则判断电网暂态故障运行，执行步骤4；否则判断电网静态故障运行，执行步骤5；

步骤4：当电网处于暂态故障运行模式下，对电网进行暂态稳定运行控制；

当电网联络线发生短路故障时，会引起电网暂态不稳定，电机机械转矩与电磁转矩的瞬间差额会导致故障瞬间电机系统功率不平衡，出现发电机功角增大，运行点偏移，故障切除之后，如果故障不严重，系统内发电机攻角自动恢复维持稳定运行，但当系统故障严重，故障隔离后系统失去稳定，攻角呈负阻尼振荡，导致系统不稳定，则需要进行多换流端的功率协调控制，调节并减少功率可维持系统的稳定。

进行电网暂态稳定运行控制，具体步骤如下：

步骤4.1：建立电压控制与功率调节的暂态稳定运行决策模型来描述换流端电压变化时功率变化的响应程度；

具体步骤如下：

步骤4.1.1：构建多端柔性直流输电网络的节点方程：