[发明专利]一种用于对柔性直流输电系统下垂控制的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于对柔性直流输电系统下垂控制的方法及系统，属于直流输电控制技术领域。本发明方法，包括：获取柔性直流输电系统的系统功率波动参数，根据所述系统功率波动参数确定柔性直流输电系统的换流站可行工作点；根据所述换流站的可行工作点确定下垂控制模型；获取柔性直流输电系统的运行参数，输入至下垂控制模型生成下垂控制关系曲线，根据所述下垂控制关系曲线对柔性直流输电系统进行下垂控制。本发明提升了换流站下垂控制参考工作点优化求解的速度与精度，合理分配由可再生能源接入带来的长时间、大规模波动功率，构建电网随机功率波动下换流站下垂控制律反演建模理论和方法，提升下垂控制换流站的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及直流输电控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于对柔性直流输电系统下垂控制的方法及系统。

背景技术

柔性直流输电网常用控制方法可以分为主从控制、裕度控制和下垂控制。主从控制是目前多端直流输电实际工程中大都采用的方法，其工作原理是用一个主换流站控制整个直流电网的电压，其他的换流站控制其所在端口的功率。在主从控制中，主换流站将负责直流电网的电压稳定，其他各换流站将进行本地定功率控制。主从控制相对比较容易实现，但是对其系统信号传输的精准度和通讯速度要求很高，对上层控制有较大的依赖性，不适用于长距离输电。裕度控制是主从控制的延伸，主换流站不但设定恒定的电压，还设定了具有一定余量的功率控制，当系统受到扰动造成主换流功率越限时，将进行功率控制，并将直流电压控制权移交给另外一个换流站。然而，当换流站交接电压控制权时，会导致系统发生功率振荡。下垂控制是一种分布式控制，各换流站将根据其下垂控制律，仅利用本地测量信号便可完成各换流站间的协调控制，从而克服以上所述主从控制和裕度控制的缺点。但由于缺乏站间通讯和集中控制，其对电网稳态功率调控能力很弱。

下垂控制策略最大的优点在于，各换流站只需本地的测量信号便可实现多个换流站间的相互协调以控制直流电网电压。但由于缺乏站间通讯和集中控制，电网稳态功率调控能力很弱，因此，通常会在下垂控制上叠加系统控制层，优化潮流，为各换流站节点分配功率，并作为下垂控制的参考工作点。然而，由于风光发电具有间歇性、波动性和随机性，对直流电网功率分配合理性和换流站本地控制的鲁棒性提出了更高要求，现有下垂控制存在以下问题：

现有下垂控制模型相对粗糙，当直流系统功率波动较大时，换流站节点电压难以稳定在规定范围:首先，已有的下垂控制都是基于节点电压与有功功率线性关系建立，而由于可再生能源发电的接入，直流电网内将存在长时间、大规模功率波动的工况，节点电压与有功功率的关系复杂，简单的线性关系难以满足系统的鲁棒性要求；其次，在计算下垂控制参考点时，现有建模方法往往忽略系统随机功率波动带来的影响，控制对象建模不完善，导致控制精度不高。

现有下垂控制系统控制层所采用的潮流优化算法，收敛速度慢、延时长，当直流电网功率波动迅速时，难以合理分配换流站功率：系统控制层利用潮流优化算法为各换流站节点分配功率，控制的实时性要求高，而目前的潮流优化算法难以兼顾控制精度和实时性要求，精确的潮流优化算法往往耗时长，导致计算结果将滞后于实际工况。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于对柔性直流输电系统下垂控制的方法，包括：

获取柔性直流输电系统的系统功率波动参数，根据所述系统功率波动参数确定柔性直流输电系统的换流站可行工作点；

根据所述换流站可行工作点确定下垂控制模型；

获取柔性直流输电系统的运行参数，输入至下垂控制模型生成下垂控制关系曲线，根据所述下垂控制关系曲线对柔性直流输电系统进行下垂控制。

可选的，确定柔性直流输电系统的换流站可行工作点，具体为：