[发明专利]采用多端口直流控制器对直流电网中潮流控制的方法

说明书

一种采用多端口直流控制器对直流电网中潮流控制的方法，属于柔性直流输电技术领域。本发明的目的是将多端口直流潮流控制器接入直流电网中，提出新的控制方法对直流电网进行控制的采用多端口直流控制器对直流电网中潮流控制的方法。本发明的步骤是：含有m端口的多端口直流潮流控制器连接到直流网络中，令直流电压V1可控，给多端口直流潮流控制器上对应于V1的m1端口一个调节其功率的指令，获得新增的直流电压Vm1和电流I1；用加装多端口直流潮流控制器之后节点的注入功率，减去加装多端口直流潮流控制器之前节点的注入功率，得到加装多端口直流潮流控制器后节点注入功率的修正量。本发明有效地解决了以上常规潮流计算方法存在的问题。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域。

背景技术

和传统直流输电相比，柔性直流输电能够有效地解决新能源发电功率的波动性和随机性问题，柔性直流输电技术的发展经历了“双端”—“多端”—“直流电压”的发展历程，直流电网是当前国际公认的解决新能源发电并网问题的最佳方案。在直流电网中有N个换流站，有且仅有N-1条支路的换流站能通过换流站进行控制，其余支路均不可控。潮流分布的不合理将引发线路过载，导致直流电网低效率运行或者带来严重的安全隐患。

根据以上分析，直流潮流控制器(Directcurrent power flow controller，DCPFC)的研究对于提高直流电网潮流控制的自由度，保障直流电网的安全稳定运行具有重要的实际意义。而现有研究大多针对双端直流潮流控制器，其只能辅助控制一条线路的直流潮流，在含有多个环网的复杂直流电网中需要在多条线路上同时安装多个直流潮流控制器并进行协调控制，实现成本较高且可靠性较低。因此，在直流电网中安装可提高直流电网可控性的多端口直流潮流控制器(Multiport DC power flow controller，MDCPFC)势在必行，已经成为当下的研究热点。

在直流电网中加装多端口直流潮流控制器(MDCPFC)能有效的提高线路潮流的可控性，但是，用常规潮流计算方法时，相当于在其安装支路多端口直流潮流控制器(MDCPFC)出口处新增了节点，使得潮流计算时所列些的节点导纳矩阵和雅克比矩阵的阶数增加，矩阵中的某些元素也会随之改变，计算量会变得很大，还可能会使算法无法收敛，降低潮流计算的速度和效率。

发明内容

本发明的目的是将多端口直流潮流控制器接入直流电网中，提出新的控制方法对直流电网进行控制的采用多端口直流控制器对直流电网中潮流控制的方法。

本发明的步骤是：

步骤一、①含有m端口的多端口直流潮流控制器连接到直流电网中，多端口直流潮流控制器各个模块之间必须满足功率平衡；

②令直流电压V1可控，给多端口直流潮流控制器上对应于V1的m1端口一个调节其功率的指令，直流电网的其余端口m2、m3......mm的端口电流I2，I3……Im也随之改变；

③每两个相邻的端口会产生新增的直流电压差V12，V23……V(m-1)m，通过调节注入多端口直流潮流控制器各个模块的直流电压来得到端口电压值；

④采用基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律分别获得新增的直流电压Vm1和电流I1；

步骤二、①在直流电网节点p加装一个m端口的多端口直流潮流控制器，所选用的多端口直流潮流控制器的端口数m与直流电网节点p相连的支路数m相等；

②与节点p相连的各支路电流如式(3)：

I_px＝-[k_mxV_p-V_x]G_pxP＝1，2......n；x＝1，2......m (3)