[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

说明书

本发明提供一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法，换流站可依据所接交流系统的频率偏差自动选择该交流系统是否接受电网调频，也可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。同时，调度系统可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。该调频方法通过改变换流站的控制策略，结合若干采取主动功率平衡技术的功率平衡换流站，实现多个交流系统之间的联合调频。与现有技术相比，本发明只需改变本地换流站的控制策略，根据交流系统的不平衡功率量实时改变换流站的传输功率，且能够实现不同控制策略之间的平滑切换，提高了交流系统的频率调节速度与精确度。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，涉及电力系统安全稳定分析技术，具体涉及一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法。

背景技术

基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter based HighDirect Current Transmission,VSC-HVDC)技术也被称为柔性直流输电技术，具有可实现有功功率与无功功率解耦控制、可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点，是用于构建智能电网的重要技术之一，将得到广泛应用。

随着柔性直流输电技术的发展，柔性直流输电系统将向更高电压等级、更大输电容量发展，直流电网拓扑将更加复杂。相比于传统的交流电网，柔性直流输电系统基于大量电力电子设备构建而成，具有快速调节传输功率的能力，可用于互联交流电网之间的频率调节，实现互联电网间旋转备用的共享，提高互联交流电网的频率稳定性。

针对未来复杂结构下的直流电网，要实现互联电网的频率平衡，最直接的方法是换流站根据交流系统的不平衡功率直接调节换流站的实际传输功率值。但是，将交流电网不平衡功率直接引入直流电网，将影响直流电网的电压稳定。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法，可根据交流系统不平衡功率调节换流站传输功率，同时，直流电网能够具有较强电压稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于多端柔性直流输电系统的电网调频方法，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，当换流站控制策略切换时重置比例计分器的输出积分值；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。

进一步的，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。

进一步的，还包括如下后续步骤：在接受电网调频后，当换流站所连接的接受电网调频交流系统的频率偏差小于下门槛值时自动将接受电网调频的换流站切换为定有功功率控制方式，或由调度系统指令将接受电网调频的换流站切换为定有功功率控制方式，以使得所接交流系统不再接受电网调频；当换流站控制策略切换时重置比例计分器的输出积分值。

进一步的，具体包括以下步骤：

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而非PCC点，使得换流站成为平衡节点，保证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：