[发明专利]一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法

权利要求书

1.一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法，其特征在于，包括如下步骤：将接受电网调频的交流系统所接换流站切换为交流平衡节点控制方式，控制换流站交流出口侧电压幅值和相角，使得换流站成为平衡节点，使得交流系统功率缺额无延时和无偏差导入直流系统中；当换流站控制策略切换时重置比例积分器的输出积分值；对工作于交流平衡节点控制方式下的换流站传输功率设置最大值，检测调频换流站的传输功率，当其超过最大值时，将换流站的控制改为限功率传输控制方式；调度系统通过指令选择一个或多个换流站所接的交流系统参与电网调频；检测各换流站传输功率，计算直流输电系统的不平衡功率，根据不平衡功率动态调整功率平衡站的功率参考值实现功率平衡；

具体包括如下步骤：

步骤(1)，将换流站切换为交流平衡节点控制方式，控制换流站交流出口侧电压幅值和相角，使得换流站成为平衡节点，使得交流系统功率缺额无延时和无偏差导入直流系统中；

dq坐标系下，采取交流平衡节点控制的换流站的交流侧出口电压为：

其中s是拉普拉斯算子，U_sd和U_sq是公共连接点交流电压的dq轴分量，U_cd和U_cq是换流站交流侧出口电压的dq轴分量，i_sd和i_sq是换流站交流侧电流的dq轴分量，k_p和k_i分别是比例积分器的比例系数和积分系数，R_c和X_c分别是换流站的等效电阻和换流电抗；

切换控制策略的过程中，重置比例积分器的输出积分值：

其中，U_s和U_c分别是公共连接点的交流电压有效值和换流站交流侧出口的电压有效值，v_dreset和v_qreset分别是d轴控制中的积分器重置值和q轴控制中的积分器重置值，P_s和Q_s分别是公共连接点处注入的有功功率和无功功率；

步骤(2)，对工作于交流平衡节点控制方式下的换流站传输功率设置最大值和检测调频换流站的传输功率，如果换流站传输功率Ps超过将换流站的控制改为限功率传输控制，整定换流站交流侧出口电压；

dq坐标轴下，当换流站传输功率P_s超出时，整定换流站的交流侧出口电压为：

dq坐标轴下，当换流站传输功率P_s超出时，整定换流站的交流侧出口电压为：

其中，和为换流站传输功率最大值的绝对值，其中代表整流方向传输功率最大值，即代表有功功率由交流系统注入换流站；代表逆变方向传输功率最大值，即有功功率由换流站注入交流系统；

步骤(3)，调度系统通过指令选择一个或多个具有调频能力的交流系统作为功率平衡站；

步骤(4)，检测各换流站传输功率，通过主动功率平衡技术计算直流输电系统的不平衡功率ΔP，根据ΔP动态调整功率平衡站的功率参考值；

直流输电系统的不平衡功率ΔP：

ΔP＝∑(P_ref1,P_ref2,...,P_refm,P_m+1,P_m+2,...,P_n)

上式中，n为系统中换流站个数，前m个换流站为功率平衡站，第m+1至第n个换流站为采取交流平衡节点控制或定有功功率控制的换流站；

根据ΔP动态调整功率平衡站的功率参考值：

其中，P_refi为第i个换流站初始的有功功率参考值，为第i个换流站调整后的有功功率参考值，1≤i≤m，K_i为功率平衡站的下垂系数。

2.根据权利要求1所述的基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法，其特征在于，还包括如下前提步骤：换流站在所接交流系统的频率偏差超过上门槛值时自动选择该交流系统接受电网调频，或依据调度系统的指令选择所接交流系统是否接受电网调频。