[发明专利]一种柔性直流输电换流站直流过压限流控制方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电力系统的电网稳定控制技术领域，特别涉及一种柔性直流输电换流站直流过压限流控制方法。 

背景技术

当换流站的交流侧电网或直流侧单回线发生故障致使电压跌落时，直流侧输出有功功率减少，能量会不断存储在并联在直流母线间的电容器上，导致直流母线电压上升以及交流侧电流过大，如果不及时处理，将会触发换流器控制保护动作，停运整个换流站，甚至整个柔性直流输电系统。这样有如下缺点：1)增加了柔性直流输电系统的停运概率；2)如果运行换流站或运行系统与重要负荷相连，则停运换流站将会造成重大损失；3)如果两个非同步电网通过柔性直流输电系统联网，则停运换流站后会导致两个非同步电网解列，电网安稳控制保护动作，失去部分电源或者负荷，甚至导致连锁故障，造成同步电网瘫痪；4)如果停运换流站，可能导致其并联的交流线路过载，甚至线路潮流超过其暂稳极限，造成电网安稳控制保护动作；5)换流站甚至整个系统重新启动复杂。所以快速降低送端换流站送出有功功率，降低直流电压以不触发保护动作是研究重点，本发明为了实现这一目的提出柔性直流输电系统送端换流站过压限流的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种柔性直流输电系统送端换流站过压限流的控制方法，本发明兼顾电力系统对柔性直流系统输电能力和直流线路的保护要求，根据实时测量的直流线路正负电压计算极间电压，当极间电压超过整定值时，通过快速降低送端换流站从交流系统吸收的有功功率值，实现防止直流线路过压的控制目标。

本发明的技术方案是：本发明的柔性直流输电系统送端换流站过压限流的控制方法，包括如下步骤：

1）在一个控制周期到来时，实时测量直流线路正负电压计算极间电压U；并对电压做标么化处理，将极间电压定义为电压基值U_base，标么化的电压测量值U_dc=U/U_base；

2）综合电压测量值U_dc，电压整定值U_set，当前有功参考值P_ref以及SCADA的使能指令EN_OVCL_SCADA的具体情况，计算目标控制的有功变化量ΔP_ref，

条件一：EN_OVCL_SCADA为0,即SCADA端强制不进行过压限流控制, 有功变化量ΔP_ref为0，其中EN_OVCL_SCADA为SCADA发出的过压限流使能指令； 

条件二：EN_OVCL_SCADA为1,即SCADA端进行过压限流, 当前有功参考值P_ref>0, 代表直流线路向换流站输送有功功率,此时不需要进行过压限流控制，有功变化量ΔP_ref为0； 条件三：EN_OVCL_SCADA为1,即SCADA端进行过压限流,当前有功参考值P_ref≤0, 代表换流站向直流线路输送有功功率, 且EN_OVCLCTRL为1时将触发过压限流使能进行控制，即当P_ref≤0，直流电压U_dc超过滞回比较器的高阈值，EN_OVCLCYRL=1，启动过压限流控制，通过PI反馈调节控制直流功率减少到滞回比较器的低阈值，EN_OVCLCYRL=0，退出过压限流控制；

3）根据有功变化量ΔP_ref以及自SCADA下发的有功参考值P_{ref_SCADA}，计算目标控制的有功参考值P_ref

4）有功参考值P_ref发送至下一级进行控制，并等待下一个控制周期到来时转步骤1）。

所述步骤2）具体包括以下步骤：

（2.1）计算电压测量值U_dc以及电压整定值U_set的差值ΔU，ΔU=U_dc-U_set，其中U_set一般情况下设为额定值1.0 p.u.；

（2.2）根据ΔU和比例积分的传递函数，计算出电压控制的初步控制量P_U；比例积分的传递函数为：                                                ，其中s为复频率，K_P和T_i分别为比例系数和积分时间常数，选取K_P=5，T_i=0.05s；