[发明专利]功率传输网络

说明书

一种功率传输网络，包括：多个转换器（10、12、14），经由多个电气元件互连；至少一个功率流路由器（16），所述或每个功率流路由器（16）可操作地连接到多个电气元件中的至少一个，所述或每个功率流路由器（16）配置成可控制以选择性地控制在多个电气元件中的至少一个中的电流（I₁、I₂、I₃、I₁₂、I₁₃、I₂₃），以便在多个转换器（10、12、14）中的两个或更多个之间引导功率；以及控制器（38），配置成选择性地控制多个转换器（10、12、14）和所述或每个功率流路由器（16）以控制功率传输网络中的功率流；其中控制器（38）配置成：执行第一数学优化以确定其中一个或多个转换器的一个或多个最优操作设定点；在执行第一数学优化之后，执行第二数学优化以确定多个电气元件中的一个或多个最优电流（I₁、I₂、I₃、I₁₂、I₁₃、I₂₃）；以及按照所述或每个确定的最优操作设定点控制转换器中的一个或多个转换器，并且控制功率流路由器（16）或功率流路由器（16）中的至少一个功率流路由器以实现多个电气元件中的所述或每个确定的最优电流（I₁、I₂、I₃、I₁₂、I₁₃、I₂₃）。

本发明涉及一种功率传输网络，以及一种控制功率传输网络中的功率流的方法，优选地用于高压直流传输。

功率传输网络的示例是需要HVDC转换器的多终端互连的DC功率网，借以能使用电连接在一起的两个或更多个HVDC转换器在DC侧交换功率。每个HVDC转换器充当源或汇（sink），以维持DC功率网的整体输入与输出功率平衡，同时根据需要交换功率。DC功率网依赖于DC功率传输线或电缆网络来实现HVDC转换器的多终端互连。

根据本发明的第一方面，提供了一种功率传输网络，包括：

多个转换器，经由多个电气元件互连；

至少一个功率流路由器，所述或每个功率流路由器可操作地连接到所述多个电气元件中的至少一个，所述或每个功率流路由器配置成可控制以选择性地控制在所述多个电气元件中的至少一个中的电流，以便在所述多个转换器中的两个或更多个之间引导功率；以及

控制器，配置成选择性地控制多个转换器和所述或每个功率流路由器以控制功率传输网络中的功率流；

其中所述控制器配置成：

执行第一数学优化以确定其中一个或多个转换器的一个或多个最优操作设定点；

在执行所述第一数学优化之后，执行第二数学优化以确定所述多个电气元件中的一个或多个最优电流；以及

按照所述或每个确定的最优操作设定点控制所述转换器中的所述一个或多个转换器，并且控制所述功率流路由器或所述功率流路由器中的至少一个功率流路由器以实现所述多个电气元件中的所述或每个确定的最优电流。

执行第一数学优化的控制器的配置允许关于选取的标准或约束选择的转换器的控制的优化，以便实现最大化功率传输网络的操作效率同时在其额定内操作并满足规定的功率要求的目的。

多个电气元件之间的互连允许所述或每个功率流路由器的配置不仅直接控制所述或每个连接的电气元件中的电流，而且还间接控制所述或每个其他电气元件中的电流。

多个电气元件中的至少一个中的电流的控制可以选自包含但不限于如下项的组：

·增加或减少多个电气元件中的至少一个中的电流；

·将多个电气元件中的至少一个中的电流限制在预定义电流限制以下；

·将多个电气元件中的至少一个中的电流减小到0或基本为0；