[发明专利]一种面向能源互联网的交直流电网运行控制方法

权利要求书

1.一种面向能源互联网的交直流电网运行控制方法，其特征在于：所述面向能源互联网的交直流电网，包括：交流系统、直流网以及换流站；每个交流系统通过换流站接入直流网，多个交流系统通过直流网互联；换流站工作时的控制模式包含控制直流母线电压模式、控制有功/无功功率模式、控制交流电压/频率模式，控制交流电压/频率模式分为交流恒压恒频控制模式以及交流下垂控制模式；其中：

所述直流网包括：直流负载、直流断路器及直流线路，直流线路接入换流站的直流侧，直流负载通过直流断路器与直流线路连接；

所述每个交流系统包括：交流线路、交流断路器、交流负载、交流变压器和交流母线；交流母线通过交流线路接入交流变压器，交流负载通过交流断路器与交流线路接入交流母线，并通过交流断路器与交流线路接入换流站的交流侧；

所述运行控制方法步骤如下：

步骤(1)运行能力分析

当由交直流电网运行控制系统产生某换流站主动转供，或者预警发现某交流线路出现异常，需要断开交流侧线路时，启动运行分析，通过对各换流站当前运行状态进行分析，计算各自的允许运行容量，在此基础上进一步计算各自的优先权值，确定最小值对应的换流站为主站，所述主站指采用控制直流母线电压模式的换流站，主站在系统运行过程中承担整个直流网的正常工作；

步骤(2)主站切换控制

当原本为主站的换流站由于主动转换或者由于预警发现异常需要切换至控制交流电压/频率模式，以提供对交流系统的支撑而不再作为主站时，需要在其他的换流站中选出主站，维持交直流电网的正常运行；

步骤(3)多端协同调整

当主站切换后，交直流电网并非运行在优化状态，有些换流站对应的交流线路重载，有些换流站对应的线路轻载，需要通过各个换流站之间的功率重新调整和转移，从轻载线路吸收部分功率注入重载线路，均衡主站切换后各换流站交流侧线路负荷，避免因模式切换出现交流线路或者交流变压器重载，有效提升系统的供电能力。

2.根据权利要求1所述的面向能源互联网的交直流电网运行控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中运行能力分析具体实现步骤如下：

步骤11：交直流电网运行控制系统获取第n个换流站以及交流线路的运行数据，下标n表示换流站编号的任一值，取值范围为1～N，N为换流站总数量；获取各个换流站对应的静态参数，所述静态参数包括N个换流站的额定容量S_C1,rated,S_C2,rated...S_Cn,rated...S_CN,rated，N个换流站的安全运行负载率η_C1,η_C2...η_Cn...η_CN，N个交流线路变压器的额定容量S_T1,rated,S_T2,rated...S_Tn,rated...S_TN,rated，N个交流线路变压器的安全运行负载率η_T1,η_T2...η_Tn...η_TN，动态运行功率参数包括N个换流站交流有功功率P_C1,P_C2...P_Cn...P_CN，N个换流站交流无功功率Q_C1,Q_C2...Q_Cn...Q_CN，N个交流线路的负荷总有功功率P_T1,ac,P_T2,ac...P_Tn,ac...P_TN,ac，N个交流线路的总无功功率Q_T1,ac,Q_T2,ac...Q_Tn,ac...Q_TN,ac以及直流网内的直流负载的总负荷值P_dc；

步骤12：获取需要主动转供的换流站或者异常交流线路对应的换流站编号，编号为i，则设定为第i个换流站，计算其他各换流站的运行容量，如果运行容量大于零表示功率从交流侧流向直流侧，反之则从直流侧流向交流侧；计算第n个换流站的允许正功率、允许负功率，其中，第n个换流站的允许正功率用P_Cn,+表示，P_Cn,+表示第n个换流站的允许正功率，第n个换流站的允许负功率用P_Cn,-表示，P_Cn,-表示第n个换流站的允许负功率，P_Cn,-计算公式为：

并计算P_{Cn,maxavaible}，其中P_{Cn,maxavaible}表示第n个换流站的最大可用功率：

如果P_{Cn,maxavaible}，n≠i值小于零，第n个换流站的允许正功率P_Cn,+计算公式为：

P_Cn,+＝0，n≠i

如果P_{Cn,maxavaible}，n≠i值不小于零，第n个换流站的允许正功率P_Cn,+计算公式为：

P_Cn,+＝min(P_{Cn,maxavaible},S_Cn,ratedη_Cn)，n≠i

步骤13：挑选出第i个换流站以外且满足P_Cn,+＞0，n≠i的所有换流站，形成主站预选集合，设定m表示该集合中的换流站编号的任一值，计算主站预选集合中各换流站中的最大安全运行负载S：

S＝max{S_Cm,ratedη_Cm}

计算主站预选集合中第m个换流站的系数α_m：

P_Cm,+表示第m个换流站的允许正功率，P_Cm表示第m个换流站交流有功功率计算主站预选集合中各换流站的α_m中的最大值A：

A＝max{α_m}

进一步计算主站预选集合中第m个换流站的系数β_m：

P_Cm,-表示第m个换流站的允许负功率，计算主站预选集合中各换流站的β_m中的最大值B：

B＝max{β_m}

最后计算主站预选集合中各个换流站的优先权值d_m：

选择主站预选集合中各换流站的d_m中的最小值对应的换流站为主站，假定为第j个换流站。