[发明专利]基于换流器容量和调节速度的直流电压斜率控制策略

说明书

本发明公开了一种基于换流器容量和调节速度的直流电压斜率控制策略，克服了多端柔性直流输电系统直流电压固定斜率控制策略在功率波动时容易导致功率裕度较小的换流站进入到满载状态，从而失去对直流网络潮流变化响应能力的缺陷。本发明对多端柔性直流输电直流电压固定斜率系数进行了修正，无需换流站间通信，使功率裕度较小的换流站分担较少的不平衡功率，使功率裕度较大的换流站承担较多的不平衡功率，避免了功率裕度较小的换流站由于功率波动，导致满载而被切换为定功率方式的发生，是基于换流器容量和调节速度的直流电压自适应斜率控制策略。使得所述多端柔性直流输电系统多个换流站具有潮流调节能力和暂态时的快速稳定直流网络功率的能力。

技术领域

本发明涉及一种多端柔性直流输电多点直流电压控制策略，适用于多端柔性直流输电系统。

背景技术

随着柔性直流输电技术的发展,相关的理论研究不断完善和设备制造技术的不断提高，其容量的提高和电压等级的不断延伸,使得柔性直流输电，在配电网、高压电网、超高压电网直到特高压电网各领域，得到了广泛的工程应用。柔性直流输电以全控型半导体材料绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor IGBT)的电压源换流器为主体，正成为国内外的电力规划单位，科研院所，制造单位的研究重点。相比于传统输电模式，基于电压源型换流器的高压直流输电具有有功和无功功率的快速独立控制，有一定的动态无功补偿能力，改善电能质量，向无源网络供电，容易实现潮流翻转和构建多端柔性直流输电系统(Voltage source converter based Multi-terminal HVDC，VSC-MTDC)，相同输电走廊输送能力大幅增加等诸多优点。

在多端柔性直流输电系统中，必须有一端换流站采用定直流电压控制，称之为主导换流站，主要起稳定系统和平衡系统功率的作用，在系统出现不平衡功率时，由主导站进行功率平衡调节；如果主导换流站失去直流电压的控制能力，整个柔性直流输电系统的潮流将失稳，因此，单点直流电压控制策略的可靠性较差；对于多点直流电压控制，即在直流输电系统中有多个换流站具有直流电压的控制能力，按照是否需要换流站间通讯设备分类，多点直流电压控制又分为主从控制和直流电压偏差控制；主从控制是一种需要换流站间通信的控制方式，其利用换流站间的通信系统实现直流电压的稳定；直流电压偏差控制是一种无需换流站间通信的控制方式，即是在定直流站故障退出运行后，后备定直流电压站能够检测到直流电压的较大偏差，并转入定直流电压运行模拟，保证直流电压的稳定；而直流电压斜率控制是近年来受到关注的直流电压控制方式，运用直流电压斜率控制器的多端柔性直流输电系统，各个换流站有独立的直流功率与直流电压的P_dc-U_dc关系曲线，其将稳定直流电压的任务分配给多个换流站，使运行在该策略下的换流站沿着各自独立的斜率特性曲线搜寻新的运行点，以实现直流功率的快速平衡和分配，但这种控制策略没有考虑换流站的实际运行工况，对于功率裕度不大的换流站，若按照固定斜率去承担波动的功率量，可能会导致满载，从而切换为定功率运行，失去了对直流网络潮流变化响应的能力。

发明内容

本发明提供了一种基于换流器容量和调节速度的直流电压斜率控制策略，克服了多端柔性直流输电系统直流电压固定斜率控制策略在功率波动时容易导致功率裕度较小的换流站进入到满载状态，从而失去对直流网络潮流变化响应能力的缺陷。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：本发明对多端柔性直流输电直流电压固定斜率系数进行了修正，无需换流站间通信，使功率裕度较小的换流站分担较少的不平衡功率，使功率裕度较大的换流站承担较多的不平衡功率，避免了功率裕度较小的换流站由于功率波动，导致满载而被切换为定功率方式的发生，是基于换流器容量和调节速度的直流电压自适应斜率控制策略。

一种基于换流器容量和调节速度的直流电压斜率控制策略，是以四端柔性直流输电系统中某一直流电压自适应斜率控制端换流站为依据的，控制策略包括以下步骤：

第一步、获取某一直流电压自适应斜率控制端换流站的额定容量S；