[发明专利]基于功率转带的双极多端柔性直流输电系统校正控制方法

说明书

本发明公开了一种基于功率转带的双极多端柔性直流输电系统校正控制方法，采取最经济有效的控制手段控制手段，保证双极多端柔性直流输电在N‑1故障下的安全性。本发明应用双极多端柔性直流输电系统的功率转带特性，首先将功率转带分为极间功率转带和站间功率转带两种类型；然后根据直流网络的故障类型以及换流站的负荷量来确定相应的控制策略，保证多端柔性直流输电系统N‑1安全的前提下，接纳新能源发电量最大；最后建立非线性的混合整数规划模型来求解上述控制策略。经算例验证，本发明基于功率转带的双极多端柔性直流输电系统最优校正控制方法可以经济、有效、快速的保证多端直流输电系统N‑1故障下的安全性。

技术领域

本发明涉及一种基于功率转带的双极多端柔性直流输电系统最优校正控制方法。

背景技术

多端柔性直流输电系统(Voltage Source Converter-Multi-Terminal HVDC，VSC-MTDC)作为一种更为灵活、便捷、安全的新能源输电方式，近年来受到广泛关注。VSC-MTDC可实现多电源供电、多落点受电、孤岛供电等，在风电等新能源并网、构筑城市直流配电网等领域具有广阔的应用前景。

在交直流混连电网中，保证交流网络、直流网络分别在N-1故障下的安全性、稳定性具有重大意义。在严重事故情况下，采取校正控制手段来保证系统的安全性和稳定性是非常有必要的。目前，关于该领域的研究主要集中在应用直流网络的快速控制手段来消除由于交流网络故障导致的交流线路越限情况，并采用切负荷、切发电机作为最后的控制手段。现有技术提出利用直流功率紧急控制保障系统的安全稳定，从而减少切机、切负荷量。现有技术提出提出当交流系统发生N-1故障后，优先使用直流功率紧急控制，然后再考虑切机切负荷措施，减少控制代价。

与交流系统相似，多端直流系统发生N-1故障后可能会会导致直流网络处于不安全运行状态，因此多端直流网络同样需要采取相应的控制手段来保证直流网络的安全性，目前关于这方面的研究还比较少。

发明内容

本发明的目的在于应用双极多端柔性直流输电系统的功率转带特性，采取最优校正控制手段，保证双极多端柔性直流输电在N-1故障下的安全性。首先将功率转带分为极间功率转带和站间功率转带两种类型；然后根据直流网络的故障类型以及换流站的负荷量来确定相应的控制策略，保证多端柔性直流输电系统N-1安全的前提下，接纳新能源发电量最大；最后建立非线性的混合整数规划模型来求解上述控制策略。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种基于功率转带的双极多端柔性直流输电系统最优校正控制方法，包括：

(1)将功率转带分为同一换流站的极间功率转带和受端换流站之间功率转带两种类型；

(2)根据直流网络的故障类型以及换流站的负荷量分别确定多端柔性直流输电系统发生直流线路或受端换流站N-1中断的校正控制策略以及多端柔性直流输电系统发生送端换流站N-1闭锁的校正控制策略，保证多端柔性直流输电系统N-1安全的前提下，接纳新能源发电量最大；

(3)建立多端柔性直流输电系统的优化校正控制数学模型，求解步骤(2)中校正控制策略的最优解。

进一步地，所述步骤(1)中，同一换流站的极间功率转带具体为：

假设直流线路故障中断导致另外一条直流线路越限，则转移部分故障极送端换流站的功率至正常极；

假设送端换流站发生N-1故障中断，则将部分故障送端换流站的功率由故障极转移到正常极；

假设受端换流站发生N-1故障中断，则将部分送端换流站的功率由故障极转移到正常极。

进一步地，所述步骤(1)中，所述受端换流站之间功率转带具体为：