[发明专利]一种换流器单极故障下的极间功率协调控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种换流器单极故障下的极间功率协调控制方法及装置，通过计算故障换流站的极间功率转带量，按照该极间功率转带量对故障换流站进行功率转带，功率转带完成后，计算故障换流站的极间不平衡功率，接着计算各非故障换流站的转带功率，以抵消不平衡功率，从而达到直流电网能够安全稳定运行的目的，其控制方式简单，容易实现，保证了各换流站正负极间的功率平衡，弥补了直流电网极间功率协调控制方案的空白。

技术领域

本发明属于直流输配电技术领域，特别涉及一种换流器单极故障下的极间功率协调控制方法及装置。

背景技术

柔性直流输电系统相对于常规的直流输电系统，可以在不改变电压极性的情况下通过反转电流方向实现潮流反转，具有较高可靠性的柔性直流输电和柔性直流电网系统，最显著的特点在于能实现多电源供电和多落点受电，为电力系统提供一种更为灵活、快捷的输电方式。

随着各种大规模可再生能源接入电网，传统的电力装备、电网结构和运行技术等在接纳时越来越力不从心，故需要采用新技术、新装备和新电网结构来满足未来能源格局的变化。而基于常规直流及柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是解决该问题的有效技术手段之一。

柔性直流输电系统发生换流器单极故障时，为维持直流电网安全稳定运行并保障各换流站尽量维持原有功率，有必要进行各换流站极间的功率协调控制。极间功率转带并不能完全保证维持各换流站原有功率的需求，其同时受到功率转带能力的限制。

为了解决上述缺陷，公布号为“CN108039719A”，名称为“基于功率转带的多极多端柔性直流输电系统最优校正控制方法”的中国发明专利申请，该专利申请的方法需要根据换流站的负荷量来确定相应的控制策略，并且还需要利用非线性混合整数规划模型求解，控制复杂，不易实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换流器单极故障下的极间功率协调控制方法及装置，用于解决目前协调控制过程复杂、不易实现的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种换流器单极故障下的极间功率协调控制方法，该协调控制方法包括以下步骤：

1)当任一换流站发生单极故障后，确定故障换流站的极间功率转带量，并按照该转带量将故障极的功率转带到非故障极；

2)根据故障换流站故障后的两极功率差值确定极间不平衡功率；

3)按照换流站直流电压控制优先级的逆序控制非故障换流站进行功率转带，直至抵消故障换流站的极间不平衡功率。

通过计算故障换流站的极间功率转带量，按照该极间功率转带量对故障换流站及正常换流站进行功率转带，转带完成后，计算故障换流站的极间不平衡功率，接着计算各非故障换流站的转带功率，直至抵消不平衡功率，从而达到直流电网能够安全稳定运行的目的，其控制方式简单，容易实现，保证了各换流站正负极间的功率平衡，弥补了直流电网极间功率协调控制方案的空白。

为了对单极故障下的极间功率合理控制，所述极间不平衡功率为换流站正负极功率差值的一半。

为了对单极故障下的极间功率合理控制，所述极间功率转带量为故障换流站的功率转带需求值和功率转带能力限值的较小值。

为了最大限度的保证各换流站稳定运行功率满足调度下的功率指令需求，同时保证直流电网的电压稳定，按照换流站直流电压控制的优先级的逆序设置功率转带优先级，正常换流站按照优先级顺序匹配转带功率，当高优先级的换流站转带能力不足，则依次由较低优先级的换流站进行功率转带，直至抵消故障换流站的不平衡功率。

为了提高功率转带能力，非故障换流站的功率转带能力限值为接收功率所在极的冗余功率。

为了避免极间环流，非故障换流站的功率转带能力限值为接收功率所在极的冗余功率与故障前稳态运行功率的较小值。