[发明专利]一种含柔性直流的交直流混合电网越限校正控制方法

摘要

本发明涉及一种含柔性直流的交直流混合电网越限校正控制方法，本发明首先获取交直流混合电网参数和故障后电网运行状态数据，判断交直流混合电网是否存在有功越，若交直流混合电网存在有功越限，则建立有功校正模型，调整发电机组和柔性直流系统的有功功率控制值，进行有功校正控制，若不存在有功越限，判断交直流混合电网是否存在无功越限，若交直流混合电网存在无功越限，则建立无功校正模型，调整发电机无功功率、变压器分接头和电容器档位、柔性直流系统的无功功率控制值，进行无功校正控制。本发明解决了基于灵敏度方法的校正策略可能导致新越限的问题，对单一越限和多重越限均具有良好的适应性。

主权项

1.一种含柔性直流的交直流混合电网越限校正控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取含柔性直流的交直流混合电网参数；步骤S2：获取故障后电网运行状态数据；步骤S3：根据故障后交流侧线路和变压器绕组输送功率、柔性直流换流阀输送功率和直流线路电流是否超过其额定值，判断交直流混合电网是否存在有功越限；步骤S4：若交直流混合电网存在有功越限，则建立有功校正子模型，调整发电机组和柔性直流系统的有功功率控制值，进行有功校正控制；所述步骤S4具体包括：建立有功校正子模型：其中，x为模型的优化变量，f(x)为有功校正子模型的目标函数，h(x)为模型的等式约束，g(x)、g_m和g_M分别为模型的不等式约束、其下限和上限；优化变量x包括：x＝[V,θ,P_g,P_c,U_d]    (2)其中，V和θ分别为各节点电压幅值和相角，P_g为参与校正控制的各发电机组有功功率，P_c为VSC换流阀注入交流电网的有功功率，U_d为VSC换流阀直流侧电压；目标函数f(x)的表达式为：其中，N_g为参与校正控制的发电机个数，l表示发电机的编号，下标gl表示第l个参与校正控制的发电机，λ_gl为发电机gl功率调整权重系数，P_gl为待求解的发电机有功功率，为校正控制前发电机有功功率值；有功校正子模型等式约束h(x)包括：交流节点功率平衡方程：其中，P表示交流节点的注入有功功率，下标gi、di和ci分别代表第i个交流节点连接的发电机、负荷和VSC换流阀，V⁽⁰⁾为校正控制前节点电压幅值，下标i、j表示交流节点的编号；G_ij和B_ij分别为第i个交流节点、第j个交流节点之间线路导纳的实部和虚部，θ_i和θ_j分别为第i个交流节点和第j个交流节点的相角，N代表交流节点数；VSC换流阀直流侧节点的有功平衡方程：其中，N_c为VSC换流阀个数，V_cs和V_ck分别为换流阀s和k直流侧节点电压，Y_csk为换流阀s、k之间直流线路电导，P_cs为换流阀s的交流侧注入有功功率；设定参考点相角为0：θ_slack＝0    (6)有功校正子模型不等式约束g(x)包括：交流侧电网约束条件：节点电压相角约束，线路/变压器输送功率约束，发电机有功出力约束；直流侧电网约束条件：直流母线电压约束，换流阀容量约束，换流阀电压调制比约束，直流线路输送功率约束；步骤S5：根据交流侧和直流侧节点电压幅值是否超过上下限、发电机无功出力是否超过上下限，判断交直流混合电网是否存在无功越限；步骤S6：若交直流混合电网存在无功越限，则建立无功校正子模型，调整发电机无功功率、变压器分接头和电容器档位、柔性直流系统的无功功率控制值，进行无功校正控制；所述步骤S6具体包括：建立无功校正子模型：其中，x为模型的优化变量，F(x)为无功校正子模型的目标函数，H(x)为模型的等式约束，G(x)、G_m和G_M分别为模型的不等式约束、其下限和上限；优化变量x包括：x＝[V,θ,Q_g,Q_c,U_d]    (8)其中，V和θ分别为各节点电压幅值和相角，Q_g为参与校正控制的各发电机组无功功率，Q_c为VSC换流阀注入交流电网的无功功率，U_d为VSC换流阀直流侧电压；目标函数F(x)的表达式为：其中，N_g为参与校正控制的发电机个数，l为发电机的编号，下标gl表示第l个参与校正控制的发电机，λ_gl为发电机功率调整权重系数，Q_gl为待求解的发电机无功功率，为校正控制前发电机无功功率值；N_cp为参与校正控制的并联电容器个数，r为并联电容器的编号，下标cpr表示第r个参与校正控制的并联电容器，λ_cpr为电容器的档位调整权重系数，Q_cpr为待求解的并联电容器无功功率，为校正控制前并联电容器无功功率值；无功校正子模型等式约束H(x)具体包括：交流节点功率平衡方程如下：其中，P、Q和V分别代表交流节点的注入有功功率、注入无功功率及电压，上标(1)代表有功校正子模型计算得到的结果值，下标i、j表示交流节点的编号，下标gi、cpi、di以及ci分别代表第i个交流节点连接的发电机、并联电容器、负荷以及VSC换流阀；G_ij和B_ij分别为第i个交流节点、第j个交流节点之间线路导纳的实部和虚部，θ_i、θ_j分别为第i个交流节点和第j个交流节点的相角，N为交流节点数；设定参考点相角为0：θ_slack＝0    (12)无功校正子模型不等式约束G(x)包括：交流侧电网约束条件：节点电压幅值及相角约束，线路/变压器输送功率约束，发电机有功出力及无功出力约束；直流侧电网约束条件：直流母线电压约束，换流阀容量约束，换流阀电压调制比约束，直流线路输送功率约束。