[发明专利]计及不平衡功率最优分配的直流电压控制器及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体是一种计及(考虑到)不平衡功率最优分配的直流电压控制器及系统。

背景技术

随着传统能源资源的紧缺，以及人们对于环境保护、可持续发展的重视，风电、光伏发电等可再生能源的高效及规模化利用凸显其重要的意义，其中，海上风电的利用则因其诸多优点而倍受青睐。目前，大型海上风电场的远距离传输通常采用基于VSC-HVDC的系统。在双端高压直流输电的基础上，多端直流输电MTDC技术逐渐完善并得以应用。多端直流输电系统至少包含3个及3个以上的换流站。由于电力传输的迅速发展，传统的两端HVDC已经逐渐不能满足要求，多端直流输电越来越受到人们重视。与双端高压直流系统相比，多端直流输电系统除了需要考虑各个换流站自身的控制之外，还要考虑各个换流站之间的协调控制，直流电压斜率控制器通过多个具备功率调节能力的换流站稳定直流电压，不需要控制模式的切换就能实现直流功率的快速分配，但是，传统单点固定斜率直流电压控制器有如下缺点：

1、系统单点电压控制，系统可靠性不高；

2、控制器中采用固定斜率，不平衡功率平均分配，经济性低；

3、具有调节能力的换流站发生故障，全系统停止工作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于引入有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配概念以及等耗微增原则，针对固定直流电压斜率控制的不足，提出计及换流站间不平衡功率最优分配的直流电压控制。

根据本发明提供的一种计及不平衡功率最优分配的直流电压控制器，包括直流电压斜率控制器；

所述直流电压斜率控制器，用于：将换流站有功功率P减去换流站有功功率参考值P_ref，得到的差值乘以直流电压控制斜率K，得到的乘积加上直流电压参考值U_dcref，将得到的和值减去采集的直流电压U_dc，将得到的差值通过PI控制器经限幅输出得到d轴电流参考值I_dref；

其中：

U_dc＝U_dcref+K(P-P_ref)。

根据本发明提供的一种多端直流输电系统，包括两个供电电源端的换流站VSC1、VSC2，换流站VSC1、换流站VSC2均采用权利要求1所述的计及不平衡功率最优分配的直流电压控制器；VSC1与VSC2共同承担调节的有功功率为P，各自承担功率分别为P₁、P₂；VSC1承担功率、VSC2承担功率均与总功率成一次函数关系；

VSC1的承担功率P₁为：

VSC2的承担功率P₂为：

其中：

VSC1煤耗量F₁特性曲线如下：

F₁＝k₃+k₂P₁+k₁P₁²

k₁表示二次函数F₁的二次项系数，k₂表示二次函数F₁的一次项系数，k₃表示二次函数F₁的零次项系数；

VSC2煤耗量F₂特性曲线如下：

F₂＝k₄+k₅P₂+k₆P₂²

k₄表示二次函数F₂的零次项系数，k₅表示二次函数F₂的一次项系数，k₆表示二次函数F₂的二次项系数。

优选地，VSC1、VSC2采用的直流电压斜率控制器的斜率被改正为：

其中：

表示VSC1采用的直流电压斜率控制器的改正后的直流电压控制斜率；

K₁表示VSC1采用的直流电压斜率控制器的原来固定的直流电压控制斜率；

表示VSC2采用的直流电压斜率控制器的改正后的直流电压控制斜率；