[发明专利]一种适用于多端柔性直流系统的下垂控制参数优化方法

说明书

一种适用于多端柔性直流系统的下垂控制参数优化方法，建立多端柔性直流系统仿真模型，通过改变换流站的传输功率多次运行，提供多维样本数据作为梯度下降算法的输入，建立基于梯度下降法的下垂控制参数优化模型，建立以降低直流电压波动的损失函数来优化下垂系数，通过采用梯度下降的方法对多端柔性直流模型进行多重数据样本的训练学习，逐步逼近下垂系数的优化值，同时引入动量梯度下降的系数来优化梯度下降的过程。本发明能够实现下垂控制特性优化，通过合理的下垂系数，使得功率变化时直流电压波动降低，提高多端柔性直流系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体涉及一种适用于多端柔性直流系统的下垂控制参数优化方法。

背景技术

多端柔性直流电网的协调控制根据控制策略，大致可分为单点直流电压控制和多点直流电压控制。采用主从控制的单点电压控制由主站和从站分担系统的功率平衡，但一定程度上依赖主从站间的通信；采用常规下垂控制和带死区的下垂控制，由多个换流站承担系统功率平衡，但单个换流站的功率难以精确控制。

多端柔性直流基于电压下垂控制中，因直流电阻使得各换流站本地量测直流电压有所差异，同时任一换流器的下垂系数变化均会引起整体直流电压响应特性的差异，给各换流站的下垂控制特性优化增加一定的影响。在多端柔性直流下垂控制中，一般基于经验值或根据换流站的容量选取下垂系数。因此，针对多端柔性直流下垂控制的参数优化很有必要性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于多端柔性直流系统的下垂控制参数优化方法，实现下垂控制特性优化，通过合理的下垂系数，使得功率变化时直流电压波动降低，提高多端柔性直流系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种适用于多端柔性直流系统的下垂控制参数优化方法，包括以下步骤：

S1：建立多端柔性直流系统仿真模型，通过改变换流站的传输功率多次运行，提供多维样本数据作为梯度下降算法的输入；

S2：建立基于梯度下降法的参数优化模型,采用拟合函数来表示因变量直流电压波动与自变量功率，以及下垂控制系数的关系；

S3：建立基于梯度下降优化法的损失函数，求解损失函数的梯度，对拟合函数的下垂控制参数进行更新；

S4：样本数据经过梯度下降法的多次训练后，逐步更新下垂控制系数逼近优化极小值；

S5：梯度下降算法计算优化解后，更新仿真模型的下垂控制系数进行校验，验证拟合模型的恰当性。

进一步的，所述步骤S2中的参数优化模型由下式表达：

Δε＝(U_dcref-U_dc)-K_p(P_ref-P_vsc) (1)

式中，Δε为下垂控制输出的偏差，U_dcref和U_dc分别为换流站的直流电压参考值和量测值，P_ref和P_vsc分别为换流器的输出功率参考值和量测值；K_p为下垂系数。

进一步的，所述拟合函数由下式表达：

h_θi(P_i)＝f(P_i|θ_i) (2)

其中，h_θi(P_i)为直流电压波动量测值，为拟合函数的因变量；f(P_i|θ_i)为直流电压波动量的拟合函数；P_i为输入功率，为自变量；参数θ_i为第i个换流器的下垂控制系数，i的取值范围为[1,n]。