[发明专利]多端柔性直流输电系统中多个定直流电压站的功率分配方法

摘要

一种多端柔性直流输电系统中多个定直流电压站的功率分配方法，其中至少两个换流站为采用直流电压斜率控制的定直流电压站，其余换流站为采用定有功功率控制的定功率换流站。多端柔性直流输电系统设置有n个定直流电压站、m个定功率换流站和一个功率分配单元，功率分配单元设置有功率反馈计算单元和n个与定直流电压站一一对应连接的直流电压控制单元。功率反馈计算单元设置有n个滤波器和一个加法器。每个直流电压控制单元分别设置有分配器、第一比较器、比例积分器、第二比较器和直流电压斜率控制器。每个定直流电压站分别设置有直流电压斜率控制单元、外环电压控制器、内环电流控制器和反PARK变换器及换流阀。本发明能将系统运行电压稳定到额定电压上。

主权项

一种多端柔性直流输电系统中多个定直流电压站的功率分配方法，其特征在于：所述多端柔性直流输电系统含有三个以上柔性直流输电换流站，其中至少两个换流站为采用直流电压斜率控制的定直流电压站，其余换流站为采用定有功功率控制的定功率换流站；所述多端柔性直流输电系统设置有n个定直流电压站、m个定功率换流站和一个功率分配单元，其中，n为大于等于2的自然数，m为大于等于1的自然数；n个定直流电压站分别为第1定直流电压站、第2定直流电压站、……第i定直流电压站、……和第n定直流电压站，1≤i≤n；m个定功率换流站分别为1定功率换流站、第2定功率换流站、……第y定功率换流站、……和第m定功率换流站，1≤y≤m；所述功率分配单元设置有功率反馈计算单元和n个与定直流电压站一一对应连接的直流电压控制单元，n个直流电压控制单元分别为第1直流电压控制单元、第2直流电压控制单元、……第i直流电压控制单元、……和第n直流电压控制单元；所述功率反馈计算单元设置有n个滤波器和一个加法器，n个滤波器分别与n个定直流电压站一一对应连接，n个滤波器分别为第1滤波器、第2滤波器、……第i滤波器、……和第n滤波器；第i定直流电压站的未滤波有功功率反馈值Pfi输入至第i滤波器的输入端，经第i滤波器过滤处理后作为第i定直流电压站有功功率反馈值Pfbki输入至加法器，加法器将每个直流电压站有功功率反馈值按照式(1)进行求和计算获得定直流电压站的总有功功率P，每个直流电压控制单元分别设置有分配器、第一比较器、比例积分器、第二比较器和直流电压斜率控制器；第i直流电压控制单元设置有分配器i、第一比较器i、比例积分器i、第二比较器i和直流电压斜率控制器i；第i直流电压控制单元的分配器i的分配系数设置为ki，n个直流电压控制单元的分配器的分配系数满足式(2)：加法器将总有功功率P输入至分配器i，分配器i的输出端、第i定直流电压站的有功功率反馈值Pfbki分别输入至第一比较器i，第一比较器i的输出端与比例积分器i的输入端连接，比例积分器i的输出端、分配器i的输出端分别与第二比较器i的输入端连接；分配器i将总有功功率P与系数ki相乘作为第i定直流电压站的有功功率设定值，第i定直流电压站的有功功率设定值与有功功率反馈值Pfbki通过第一比较器i比较，比较后的结果再经比例积分器i调节后与第i定直流电压站的有功功率设定值叠加，由第二比较器i产生直流电压斜率控制的有功功率指令值Prefi，直流电压斜率控制器i根据有功功率指令值Prefi产生直流电压参考值Udcrefi；每个定直流电压站分别设置有直流电压斜率控制单元、外环电压控制器、内环电流控制器和反PARK变换器及换流阀；第i定直流电压站设置有直流电压斜率控制单元i、外环电压控制器i、内环电流控制器i和反PARK变换器i及换流阀i；直流电压斜率控制单元i设置有电流低通滤波器i、电流转换器i、电流比较器i、斜率控制器i、电压微调比较器i和电压比较器i；换流阀i输出的电流Idci输入至电流低通滤波器i的输入端，有功功率指令值Prefi和直流电压斜率控制器i产生的直流电压参考值Udcrefi分别输入至电流转换器i，电流转换器i的输出端、电流低通滤波器i的输出端分别与电流比较器i的输入端连接，电流比较器i的输出端与斜率控制器i的输入端连接，斜率控制器i的输出端、直流电压斜率控制器i的输出端分别与电压微调比较器i的输入端连接，电压微调比较器i的输出端、换流阀i输出的电压Udci分别与电压比较器i的输入端连接，电压比较器i的输出端与外环电压控制器i的输入端连接，外环电压控制器i的输出端与内环电流控制器i的输入端连接，内环电流控制器i的输出端与反PARK变换器i的输入端连接，反PARK变换器i的输出端与换流阀i连接；电流转换器i根据有功功率指令值Prefi和直流电压斜率控制器i产生的Udcrefi获得直流电流参考值；换流阀i输出的电流Idci作为反馈信号，经过电流低通滤波器i进行低通滤波后与直流电流参考值比较，斜率控制器i对比较的结果与下降斜率Rdrpi进行相乘操作，相乘后的结果作为微调信号与直流电压参考值Udcrefi叠加获得修正后的直流电压参考值，修正后的直流电压参考值与直流电压Udci比较送入外环电压控制器i，由外环电压控制器i处理后再输入至内环电流控制器i，内环控制器i的处理结果经反PARK变换器i输入至第i定直流电压站；其中，第y定功率换流站的功率为Py，m个定功率换流站的功率满足式(3)：