[发明专利]一种提高交流母线电压支撑强度的UPFC串并联换流器协调控制策略

摘要

本发明公开了一种提高交流母线电压支撑强度的UPFC串并联换流器协调控制策略，其通过在电网运行过程中监测被控交流母线电压的幅值，当交流母线电压越限时计算反映交流母线电压越线程度的特征信号，并通过交流母线电压协调控制算法自动调节UPFC串联换流器无功潮流指令值和并联换流器无功功率指令值，最大限度的利用UPFC系统级调节能力，将交流电压控制在安全稳定运行范围内。由此可见，本发明为解决特高压接入系统后电网电压支撑问题、最大限度的提高系统动/静态电压支撑能力提供了一种有效的手段。

主权项

1.一种提高交流母线电压支撑强度的UPFC串并联换流器协调控制策略，包括如下步骤：(1)计算被控交流母线节点的电压幅值V_ac相对UPFC串联侧换流器无功潮流指令值Q_L^*变化的敏感度A_ac以及相对UPFC并联侧换流器无功功率指令值Q_sh^*变化的敏感度B_ac，具体算式如下：A_ac＝‑j(Z_my‑Z_mx)B_ac＝‑jZ_mx其中：Z_mx为矩阵Z中第m行第x列元素，Z_my为矩阵Z中第m行第y列元素，x和y分别为UPFC所在安装线路两端母线节点的编号且电流正方向从x流向y，m为被控交流母线节点的编号，Z为电网系统节点导纳矩阵的逆矩阵，j为虚数单位；(2)根据所述敏感度A_ac和B_ac计算对应UPFC串联侧及并联侧换流器的电压越限偏差信号ΔR_se和ΔR_sh，具体算式如下：ΔR_se＝‑ΔV_acSgn(A_ac)ΔR_sh＝ΔV_acSgn(B_ac)ΔV_ac＝max(V_ac‑V_ac,max,0)+min(V_ac‑V_ac,min,0)其中：V_ac,max和V_ac,min分别为被控交流母线节点的运行电压上限值和下限值，Sgn()为符号函数即当()中的自变量≥0时，函数值为1；当()中的自变量＜0时，函数值为‑1；(3)当检测到ΔR_se≠0或ΔR_sh≠0即被控交流母线节点电压越限，则通过交流母线电压协调控制算法生成UPFC串联侧换流器的无功潮流调节信号ΔQ_L以及UPFC并联侧换流器的无功功率调节信号ΔQ_sh，具体算式如下：其中：K_se和K_sh均为设定的放大增益系数，D_se和D_sh均为设定的下垂控制系数，s为拉普拉斯算子，下垂控制系数D_se与D_sh的比值等于|B_ac|与|A_ac|的比值；(4)使正常工况下控制中心给定的UPFC串联侧换流器无功潮流指令值Q_L0以及UPFC并联侧换流器无功功率指令值Q_sh0分别与无功潮流调节信号ΔQ_L和无功功率调节信号ΔQ_sh相叠加，得到最终的无功潮流指令值Q_L^*和无功功率指令值Q_sh^*；进而将Q_L^*和Q_sh^*分别输入至UPFC串联侧换流器的无功潮流控制模块以及UPFC并联侧换流器的无功功率控制模块，作为UPFC的控制指令以进行控制。