[发明专利]一种适用于多端柔性直流输电系统的下垂控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及多端柔性直流输电系统领域，更具体地，涉及一种适用于多端柔性直流输电系统的下垂控制方法，特别适用于“多受多送“运行方式下的多端柔性直流输电系统。 

背景技术

随着电压源换流器的快速发展，基于电压源换流器VSC(Voltage Source Converter)的柔性直流输电系统（VSC-HVDC）成为直流输电技术的主流趋势。由多个VSC构成的多端柔性直流输电系统（VSC Multi-terminal HVDC，VSC-MTDC）成为研究的热点。多端柔性直流输电系统指的是，同一直流网架下含有多个VSC换流站的高压直流输电系统。多端柔性直流输电系统相对于常规直流输电系统具有经济灵活，更易构成的优点，但它的控制策略也变得更加复杂。多端柔性直流输电系统稳定运行的前提是直流电压的稳定。相对于传统直流输电技术，柔性直流输电技术一个很重要的优势就是不需要各端之间保持通信，因此，研究无通信情况下多端柔性直流输电系统的协同控制，保证某一个换流站因故障退出运行的情况下，其余换流站抵御一定的扰动之后，仍能过渡的一个新的稳定运行点。 

目前无通信的多端柔性直流输电系统的协同控制可分为直流电压偏差控制和直流电压斜率控制两种。直流电压偏差控制器的实质是在定直流电压主站退出运行后，后备定直流电压从站能够检测到定直流电压偏差并转入定直流电压运行模式，保证直流电压的稳定。运用直流电压斜率控制的VSC-MTDC各个换流站有独立的功率和直流电压曲线，以实现不同运行情况下，各个功率的快速平衡和匹配，这种斜率控制方法要求同时对每个换流站的功率和电压的斜率进行整定，实现较难。 

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的多端柔性直流输电系统的协同控制方法的不足，提出一种适用于多端柔性直流输电系统的下垂控制方法。 

一种适用于多端柔性直流输电系统的下垂控制方法，对于功率受端和功率送端固定的多端柔性直流输电系统，其中某一类型功率端采用具有下垂特性定直流电压控制方法；另一类型功率端采用定功率控制方法，采用具有下垂特性定直流电压控制功率端的功率分配由其设定的斜率决定，保证柔性直流输电系统的稳定运行。 

设定的斜率值应能实现定直流电压控制类型换流站容量越大，出力越多的目的。这种下垂控制方法只需将斜率引入某一类型功率端，使得直流线路上的功率在该类型功率端间按既定斜率进行分配。 

所述多端柔性直流输电系统正常运行时，通过斜率的作用，实现各定直流电压换流站对直流功率的自动分担；当某一换流站由于故障退出运行时，定直流电压换流站在直流电压保持恒定的同时，通过斜率的自动调整，使得功率在剩余的直流电压控制端之间自动重新分配。 

所述定直流电压端的斜率值与换流站的额定容量和直流线路的阻值相关，设有n个定直流电压控制类型换流站，每个定直流电压控制类型换流站的斜率整定值为k_i，i=1,2,3...n，应使以下公式成立， 

S₁:S₂:...S_i...:S_n=I_dc1:I_dc1:...I_dci...:I_dcn

式中I_dci为定直流电压控制类型换流站的电流，S_i为对应换流站的额定容量，满足上述保证能够实现定直流电压控制类型换流站容量越大，出力越多的目的。 

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是： 

对于功率受端和功率送端固定的多端柔性直流输电系统，其中某一类型功率端（功率受端或送端）采用具有下垂特性定直流电压控制方法；另一类型功率端（功率送端或受端）采用定功率控制方法。多端柔性直流输电系统正常运行时，通过斜率的作用，实现各定直流电压换流站对直流功率的自动分担；当某一换流站由于故障退出运行时，定直流电压换流站在直流电压保持恒定的同时，通过斜率的自动调整，使得功率在剩余的直流电压控制端之间自动重新分配，保证柔性直流输电系统的稳定运行。斜率整定值主要由换流站的额定运行容量和直流线路的电阻值等因素决定，其整定值应能实现定直流电压控制类型，换流站容量越大，出力越多的目的。这种下垂控制方法只需将斜率引入某一类型功率端，使得直流 线路上的功率在该类型功率端间按既定斜率进行分配，斜率整定依据明确，无需换流站之间进行通信，实现简单。 

附图说明

图1是柔性直流输电系统定直流电压控制端引入斜率方法流程图。