[发明专利]一种直流电压协调控制方法

说明书

本发明公开了一种直流电压协调控制方法，应用于多端柔性直流输电系统或柔性直流电网系统，采用下层控制在有功功率控制模式时，根据换流器直流电压和换流器的直流电压有功功率曲线，产生换流器的有功功率指令值，还包括上层控制用于调整下层控制的控制模式和有功功率整定值，保证系统的稳态性能。该方法对通讯的依赖程度低，可避免了固定的斜率和裕度不能满足所有运行工况的问题，适用于大规模柔性直流系统，具有可扩展性。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及一种直流电压协调控制方法。

背景技术

随着电力电子器件和控制技术的进步，柔性直流系统的容量和电压等级越来越高，并向多端和直流电网方向发展。多端柔性直流和柔性直流电网在运行灵活性、可靠性上比两端柔性直流输电更好，在构建大规模柔性直流电网能够满足电网互联、城市电网供电、多个风电场(新能源)互联等具有较大的优势。但随着柔性直流系统规模的增大，换流器数量增加使多换流器间的协调控制复杂程度大大增加，如何保证柔直系统的直流电压稳定性成为多换流站系统是柔直电网规模扩大的难点。

多端柔性直流输电常用的协调控制方法有主从控制、直流电压偏差控制和直流电压裕度控制等，这些控制主要存在对通讯依赖高、斜率和裕度设置复杂等问题，随着柔直系统的规模的增大这些问题更加突出。为了解决这些问题，大规模柔性直流输电系统需要一种可扩展性强的直流电压协调控制策略，实现多换流器的协调控制，保证良好的稳态和暂态性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有可扩展性的直流电压协调控制方法，该方法采用上层控制和下层控制共同实现，由上层控制保证系统的稳态性能，由下层控制保证系统的暂态性能和稳定性，下层控制中根据换流器的功率整定值自整定换流器的运行特性，避免了固定的斜率和裕度不能满足所有运行工况的问题，适用于大规模多端柔直系统和柔直电网系统。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种直流电压协调控制方法，应用于多端柔性直流输电系统或柔性直流电网系统，包括下层控制，所述下层控制根据换流器的控制模式产生换流器的有功功率指令值；所述换流器的控制模式为直流电压控制模式或有功功率控制模式之一；

所述多端柔性直流输电系统或柔性直流电网系统的部分或全部换流器配置下层控制，任一换流器的下层控制包括如下步骤：

1)该换流器控制模式为直流电压控制模式时，进入步骤2)，否则进入步骤3)；

2)根据直流电压指令与换流器直流电压的偏差产生换流器的有功功率指令值，进入步骤1)；

3)根据换流器有功功率整定值产生换流器的直流电压有功功率曲线，进入步骤4)；

4)根据换流器直流电压和换流器的直流电压有功功率曲线，产生换流器的有功功率指令值，进入步骤1)。

上述的一种直流电压协调控制方法，所述下层控制的步骤3)中，所述根据换流器有功功率整定值产生换流器的直流电压有功功率曲线包括如下步骤：

1)根据极限最大直流电压与逆变最大有功功率，确定直流电压有功功率曲线的拐点1；

2)根据最大直流电压与有功功率整定值，确定直流电压有功功率曲线的拐点2；

3)根据最小直流电压与有功功率整定值，确定直流电压有功功率曲线的拐点3；

4)根据极限最小直流电压与整流最大有功功率，确定直流电压有功功率曲线的拐点4；

5)由上述拐点1、拐点2、拐点3、拐点4确定的分段折线产生直流电压有功功率曲线，其中直流电压大于极限最大直流电压时，有功功率为逆变最大有功功率，直流电压小于极限最小直流电压时，有功功率为整流最大有功功率；