[发明专利]一种可实现功率反向的柔性直流输电系统功率调制方法

说明书

本发明公开了一种可实现功率反向的柔性直流输电系统功率调制方法，所述方法中功率方式包含联合功率模式和独立功率模式，其特征在于，控制单元收到功率调制命令时，停止所有换流单元的功率升降，各换流单元根据各自的功率限值比例和实际功率方向，按照联合功率模式换流单元优先分配功率调制参考值的方法，对各换流单元的运行功率参考值进行分配和刷新后，执行瞬时功率升降操作，本发明避免了全站多个换流单元不同功率方式下调制功率的分配困难问题、站内多个换流单元不能实现功率反向甚至功率回环问题，实现了全站的功率的优化控制。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，可用于换流站内包括多个换流单元的功率提升和功率回降。

背景技术

随着用电需求的增加和电力电子器件及控制技术的进步，直流输电的容量和电压等级越来越高。柔性直流输电采用电压源换流器，其独特的全控性特点，避免了电流型换流器因换相失败导致的功率震荡和系统失稳等问题。

为了实现大容量功率输送的要求，新建或换流站扩容需要由多个换流单元组成。一侧电网异常需要紧急功率提升或功率回降时(即功率调制)，需调制的功率在各换流单元之间的分配相对于单个或两个换流单元的功率调制，多换流单元的可靠性要求更高，其控制也更加复杂，特别是换流单元具有联合控制和独立控制两种功率方式。

目前，对柔性直流输电系统功率调制技术的研究仅局限于双极拓扑或者两个对称单极构成的双单元系统，且不能实现功率方向的改变，而旧站扩容新增换流单元容量往往也不同于已建换流单元；为了充分发挥柔性直流输电的传输功率的优势，需要一种灵活、可靠和有效的功率调制方法，解决由于旧站扩容或者新建换流站而出现的多个换流单元之间调制功率分配和不能实现功率反向等问题，保证换流站功率的灵活控制和直流系统的安全可靠运行。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提出一种可实现功率反向的柔性直流输电系统功率调制方法，解决了多个换流单元因提升或回降的调制功率分配不够灵活优化，带来的功率调制错误、功率回环等问题，实现了多个换流单元柔性直流输电系统换流单元的功率平衡、同时反向等稳定运行。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案实现：

一种可实现功率反向的柔性直流输电系统功率调制方法，所述方法中功率方式包含联合功率模式和独立功率模式。其特征在于，控制单元收到功率调制命令时，停止所有换流单元的功率升降，各换流单元根据各自的功率限值比例和实际功率方向，按照联合功率模式换流单元优先分配功率调制参考值的方法，对各换流单元的运行功率参考值进行分配和刷新后，执行瞬时功率升降操作。所述的功率协调控制方法包括如下步骤：

1)判断各换流单元的功率方式K_Mj，联合模式K_Mj＝1，独立模式K_Mj＝0，j 为换流单元编号。

2)判断各换流单元的运行状态K_Dj，解锁状态K_Dj＝1，闭锁状态或停机状态 K_Dj＝0，j为换流单元编号；

3)提取各换流单元当前运行功率参考值P_j、功率限值P_maxj和运行人员下发的功率调制总值P_mod，计算所有换流单元所能承担的功率调制量P_{mod_max}。若调制命令是功率提升，若调制命令是功率回降，取P_mod和P_{mod_max}两者小值作为最终功率调制量P_{mod_final}。

4)判断功率调制方向与当前的功率方向，若相同，执行步骤5)；若相反，执行步骤6)。

5)计算处于联合模式的换流单元需要承担的调制量P_{mod_jiont}和处于独立模式的换流单元需要承担的调制量P_{mod_sep}。