[发明专利]用于控制DC电力传输网内的电力流的方法和控制装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电力传输系统的领域，并且更具体而言涉及多端DC电力传输系统中的电力流控制。

背景技术

高压直流电流（HVDC）电力传输系统（在下面指示为DC电网）的控制是具有挑战性的任务并且HVDC传输具有最新的基本上相等的点到点双站传输。然而，电压源转换器（VSC）技术的引入已提供控制更大的DC电网（即，控制多端DC电网）的可能性。

图1示出VSC转换器的简化单线图。该VSC转换器在其AC侧上连接到ac网中的公共耦合点（PCC）并且在其dc侧上连接到dc传输。

常规地，通过控制PCC处的AC电压U_PCC或在PCC处注入AC网的无功功率的量并且控制转换器的DC端处的DC电压U_d或注入AC网的有功功率（P_PCC）的量而控制VSC转换器站。

对于基于VSC技术的典型的点到点HVDC传输，一个站控制局部电压U_d，从而努力保持恒定的dc电压，并且另一个站控制局部P_PCC，从而调整其DC电压以便达到设置参考功率                                                。DC电压控制站输出在设计极限内的任何量的功率使得功率控制站达到其控制目标，即，功率控制站的功率跟踪其功率参考。

发明内容

如果延续上文的概念，即在DC电压控制中具有一个站并且在功率控制中具有另一个站的概念，对于多端DC电网，将遭遇若干困难。DC电压控制站将充当对DC电网的剩余部分的松弛（slack）节点。如果除DC电压控制站外的转换器由于故障而断开，则DC电压控制站将必须拾起失败的转换器站的负载。这又暗示将必须采用为了在干扰的情况下具有可用的备用容量这样的方式控制DC电压控制站。此外，如果失去转换器站，连接到DC电压控制站的AC系统将暴露于大的功率摆动。如果DC电压控制站断开，该情形被加剧；在没有DC电压控制的情况下，后干扰操作点将最有可能由转换器站的各种限制器所限定并且从而最有可能阻碍整个DC电网的电力输送。

下降（droop）控制是用于处理干扰的另一个方法。DC电网中的下降控制在例如“Control of Multiterminal HVDC Transmission for Offshore Wind Energy”T. Haileselassie et al中描述。在该文件中，公开了使用下降控制的解决方案，其中目的是避免转换器站之间的通信并且其中控制因此基于局部测量。

下降控制是通常用于在发电机断电的情况下在发电机之间负载分享用于AC电网中的频率控制的方法。自然的想法因此可以是也对DC电网引入下降控制以用于在转换器断电情况下在转换器之间负载分享。

然而，尽管AC电网具有对于所有发电机的共同信号，即稳态频率，DC电网对于所有转换器没有局部可用的这样的共同信号来用于负载分享。因此，对DC电网使用下降控制遭受设置点的差参考跟踪。对此的主要原因是由于沿互连的转换器站之间的传输线的电压降引起dc电压在不同转换器站之间变化。

鉴于上文，本发明的一般目标是提供用于在多端DC电网内能够实现可靠的电力流控制的部件和方法，并且具体而言，控制多端DC电网以便克服或至少减轻上文提到的困难。

本发明的目标是提供用于控制DC电网的可靠方法，并且具体而言，能够实现在干扰期间多端DC电网中高效负载分享。

本发明的再另一个目标是提供用于控制DC电网的这样的方法，其包括适合并且适应于DC电网并且具体而言多端DC电网的电力流下降控制，从而在稳态期间以及干扰期间能够实现DC电网的可靠操作。

本发明的另一目标是提供用于控制DC电网的方法，该DC电网甚至在使转换器站之间通信失败期间也起作用。

其中这些目标由用于控制多端DC电力传输系统中的电力流的方法以及如在随附独立权利要求中要求权利的对应控制装置和计算机程序产品来实现。