[发明专利]多线直流潮流控制器、控制系统及方法

说明书

本公开提出了多线直流潮流控制器、控制系统及方法，多线直流潮流控制器，包括：电流桥及潮流控制模块；所述电流桥由两个单向流通的并联支路构成，所述并联支路两端的公共点之间连接有潮流控制模块；所述电流桥以使流过潮流控制模块内部的电流为单向；所述潮流控制模块被配置为通过电力电子器件周期性的控制电容、电阻元件的动态投切，即通过调节各线路控制信号的占空比来改变串入线路中的等效电阻，进而来调节线路的潮流。可以实现多线潮流双向可控，避免了由于潮流分配不合理造成的线路损耗大、过负荷等问题，并且控制范围比传统的电阻型潮流控制器大。

技术领域

本公开属于多端柔性直流电网潮流控制技术领域，尤其涉及多线直流潮流控制器、控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着环境污染和传统化石能源短缺等问题日益凸显，太阳能、风能等清新能源成为解决这些问题的重要途径。但是，面对新能源间歇性、随机性、波动性的特点，常规的交流输电技术不再适用，因此新能源并网需要新的电能传输技术。目前，基于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的多端柔性直流输电技术成为新能源并网的一种重要手段。相较于其他输电技术，该方式具备输送容量大、输送距离远、无需无功补偿、有功无功快速独立可控等优势，在新能源大规模消纳方面具备广阔的应用前景。

相较于传统输电方式，多端柔性直流输电技术仍不成熟，目前面临着诸多问题，潮流无法灵活控制就是其一。基于VSC的多端柔性直流电网具备良好的可控性，可以通过换流站采取下垂控制等策略，解决换流站间功率分配的问题。但是当存在N个换流站，b条线路时，会有b-N+1条线路的潮流无法灵活控制。这可能会导致潮流分配不合理，进而引起过负荷和线路损耗过大等问题。目前国内外学者提出了一些直流潮流控制器拓扑，来解决直流潮流问题。

目前的潮流控制器存在以下方案，例如：

现有技术提出了一种可变电阻型直流潮流控制器。该方案将半导体开关与电阻并联，通过控制开关导通时间改变串入线路的等效电阻，达到调节系统潮流的目的。该方案中直流潮流控制器拓扑简单，但调节系统潮流的能力有限。

现有技术提出了一种DC/DC变换型直流潮流控制器。该方案利用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在线路上串入一直流电压U_d，通过调节直流电压U_d改变线路两端的电压差来控制潮流。该方案控制灵活且调节范围广，但需要与外部系统连接，且成本高，控制复杂。

现有技术提出了一种辅助电压源型直流潮流控制器。该方案利用三相六脉动晶闸管整流器在线路中串入一直流电压，通过改变该电压来改善潮流分布。该方案控制相对简单，但当直流线路发生故障时，晶闸管承压高。

现有技术提出了一种H桥型线间直流潮流控制器。该方案利用电力电子器件控制电容在两条线路的动态投切来交换两条线路的功率，进而调节两条线路的电流。该方案无需与外部系统连接且控制灵活，但只能调节两条线路的潮流，并且需要较多昂贵的绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。

综上所述，已经提出的直流潮流控制器存在的问题为：直流潮流控制器结构复杂，元器件之间易相互影响，受控线路少，控制系统复杂，需要的全控器件多、成本高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了多线直流潮流控制器、控制系统及方法，通过电力电子器件控制电容、电阻等元件的动态投切，实现了多线潮流双向可控。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了多线直流潮流控制器，包括：

电流桥及潮流控制模块；