[发明专利]混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法及系统有效

专利信息
申请号: 202010379674.2 申请日: 2020-05-07
公开(公告)号: CN111682571B 公开(公告)日: 2021-11-02
发明(设计)人: 张文;弓帅 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H02J3/36 分类号: H02J3/36;H02J3/38;H02J3/12
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 张庆骞
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 混合 多馈入交 直流 联系 分级 协调 电压 控制 方法 系统
【说明书】:

发明提供了混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法及系统。其中该方法包括步骤1计算出各母线电压的轨迹灵敏度及各控制量对直流馈入母线的电压灵敏度;步骤2判断是否启动系统级控制和换流站级控制;步骤3基于广域量测数据计算发电机无功裕度并确定出系统级参与协调控制量是否包含换流站级控制量;步骤4优化求解电压稳定协调控制的相应最优控制序列;步骤5判断系统和换流站两级最优控制序列中的控制量是否发生冲突:若发生冲突,则根据协调控制规则选择控制量进行施加,施加后检测负荷母线电压是否满足预设要求,若是,则退出协调控制;否则,重复步骤1‑步骤5,直至负荷母线电压满足预设要求。能够提高系统的中长期电压稳定性。

技术领域

本发明属于智能电网领域,尤其涉及一种混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

由于我国能源中心与负荷呈逆向分布,常规直流以其远距离大容量输电的优势得到了充分发展。柔性直流具备有功、无功功率解耦调节、无换相失败风险等特点,适用于新能源并网、区域电网的互联,得到快速发展。随着高压直流线路的增加,柔性直流(VSC-HVDC)与常规直流(LCC-HVDC)馈入同一条或电气距离较近的交流母线,形成了混合多馈入交直流混联系统。由于馈入点电气距离较近,两者表现出较强的耦合作用。当其中一条直流发生故障时可能引发多条直流连锁故障,极大的影响系统的安全稳定性。各直流控制间亦相互影响,若控制不当将会影响各直流运行特性,因此,建立直流间的协调控制至关重要。与此同时,随着远距离直流输电容量和负荷水平的增加,系统运行点日益趋近稳定极限,故障后由于系统负荷恢复和动态调节元件动作,系统过渡到不稳定点,产生中长期电压失稳。为了充分利用直流系统的灵活调节能力,对混合直流系统分级协调控制策略进行研究具有重要意义。

据发明人了解,目前混合多馈入交直流混联系统中长期电压控制方法存在以下问题:(1)目前混合直流系统控制主要为暂态电压协调控制,协调两类直流控制量,保证传统直流换相成功并提高受端交流系统暂态电压稳定性。此举对于中长期电压问题并不一定适应,保持熄弧角不变保证了常规直流换相成功但对整个系统电压非最优控制。(2)现有中长期电压失稳控制方案中,缺乏交直流系统之间的协调控制,未能充分发挥直流的控制特性,降低了系统的中长期电压稳定性。

发明内容

为了解决上述问题,本发明的第一个方面提供一种混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法,其对直流系统换流站与交直流系统进行控制协调,能够提高系统的中长期电压稳定性。其中,对直流系统换流站的控制为站级控制;对交直流系统的控制为系统级控制。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种混合多馈入交直流混联系统分级协调电压控制方法,包括:

步骤1:基于混合多馈入交直流混联系统、直流馈入母线及直流系统的初值信息,结合时域仿真计算出各母线电压的轨迹灵敏度及各控制量对直流馈入母线的电压灵敏度;

步骤2:根据系统级和换流站级控制启动条件分别与各母线电压的轨迹灵敏度及直流馈入母线的电压灵敏度的对应关系,判断是否启动系统级控制和换流站级控制;

步骤3:基于广域量测数据计算发电机无功裕度并确定出系统级参与协调控制量是否包含换流站级控制量;

步骤4:针对系统级和换流站级各自控制目标函数分别进行优化求解电压稳定协调控制的相应最优控制序列;

步骤5:判断系统和换流站两级最优控制序列中的控制量是否发生冲突:若发生冲突,则根据协调控制规则选择控制量进行施加,施加后检测负荷母线电压是否满足预设要求,若是,则退出协调控制;否则,重复步骤1-步骤5,直至负荷母线电压满足预设要求。

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