[发明专利]一种柔性直流输电系统换流站多换流单元间的分散自律型电压平衡控制的方法

说明书

本发明公开了一种柔性直流输电系统换流站多换流单元间的分散自律型电压平衡控制的方法，首先根据柔性直流输电系统换流站的总直流电压和该换流站中换流单元的个数得到每一换流单元的平均直流电压；再根据该换流站传输的总有功功率与换流单元的个数得到每一换流单元的平均有功功率；根据每一换流单元直流电压的实测量与平均直流电压得到相应换流单元的直流电压比值；然后将所获得的直流电压比值乘以获得的平均有功功率，获得相应换流单元的功率指令值；将获得的功率指令值分散引入至每一换流单元中，实现对换流单元自身电压的自律调节。上述方法能够解决柔性直流定有功功率换流站内多换流单元由于直流电压分配不均而引起的功率不平衡问题。

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统换流站多换流单元间的分散自律型电压平衡控制的方法。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)凭借其模块化、低谐波含量、低损耗、可向无源网络供电等优势受到广泛关注，在城市配电网增容、大规模风电场并网、电网互联及高压大容量的功率变化等场合都有着广阔的应用场景。MMC-HVDC应用在远距离大容量输电场合存在的主要问题在于受限于现有功率器件的制造水平，其直流电压和直流电流较小。借鉴传统直流输电系统在特高压场景下单12脉动换流器串联的结构，以MMC换流器作为基本换流单元，利用多个换流单元的串联可以满足高压大容量甚至特高压输电的需求，有效解决了单个MMC换流单元电压等级低输送容量小的难题。

对于采用定有功功率控制且由多个换流单元串联而成的换流站而言，由于换流单元内的电压分配没有得到有效的约束且换流单元间的参数和控制会存在差异，换流单元内的基本控制难以满足系统稳定运行的需求，从而导致各换流单元之间的直流电压分配不均，进而引起各换流单元间的有功功率不平衡的问题，而现有技术中缺乏相应的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流输电系统换流站多换流单元间的分散自律型电压平衡控制的方法，该方法通过将功率指令值分散引入至每一个换流单元实现对换流单元自身电压的自律调节，从而解决柔性直流定有功功率换流站内多换流单元由于直流电压分配不均而引起的功率不平衡问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种柔性直流输电系统换流站多换流单元间的分散自律型电压平衡控制的方法，所述方法包括：

步骤1、根据柔性直流输电系统换流站的总直流电压和该换流站中换流单元的个数得到每一换流单元的平均直流电压；

步骤2、再根据该换流站传输的总有功功率与换流单元的个数得到每一换流单元的平均有功功率；

步骤3、根据每一换流单元直流电压的实测量与步骤1获得的平均直流电压得到相应换流单元的直流电压比值；

步骤4、然后将步骤3所获得的直流电压比值乘以步骤2获得的平均有功功率，获得相应换流单元的功率指令值；

步骤5、将获得的功率指令值分散引入至每一换流单元中，实现对换流单元自身电压的自律调节。

所述步骤1的过程具体为：

将柔性直流输电系统换流站中的N个换流单元依次进行编号1,2,3,…k，k+1，…N，N≥4；

再按下式得到每一换流单元的平均直流电压：

其中，U_{dc_total}为换流站的总直流电压，N为换流单元的个数。

在步骤2中，每一换流单元的平均有功功率的获得过程为：

按下式获得每一换流单元的平均有功功率：