[发明专利]一种应用于多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略

说明书

本申请提出了一种适用于多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略，通过实时检测换流站的有功功率值，并根据换流站的有功功率值，调整换流站的下垂系数，以在换流站吸收有功较多的情况下使换流站保留更多的功率调节裕度，防止其功率达到上限而失去功率调节能力，能有效抑制直流电压偏差，可以有效提高多端柔性直流输电系统运行的可靠性和对故障的承受能力；并且可以有效地解决传统策略在功率分配和电压偏差控制上的矛盾，并且能够改善系统状态切换时的功率振荡问题。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电领域，具体涉及一种应用于多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略。

背景技术

与传统的交流输电技术相比，柔性直流输电技术由于其有功无功可独立控制，可向无源网络和弱电网供电，无换相失败问题和不需要无功补偿等优点，已经成为解决新能源并网、远距离输电问题的最有潜力方案之一。

换流站结点的直流电压是系统最重要的电气指标，它直接决定了系统的状态和潮流分布。目前多端柔性直流系统换流站的控制策略主要为下垂控制为代表的分布式控制以及各类组合控制策略，下垂控制策略的基本原理为系统中各换流站共同分担对直流电压的控制任务，换流站通过实时测量本地母线电压来调节其有功功率，因而不需要与其他换流站进行通讯。下垂控制解决了主从控制需要换流站间高速通讯的问题，增强了系统的可靠性和灵活性，但依然存在控制精度低，参数确定困难等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种应用于多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略，解决了上述下垂参数确定困难的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种应用于多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略，所述多端柔性直流输电系统包括：交流电源、换流站和直流输电网络，其中，所述换流站包括第一换流站、第二换流站、第三换流站和第四换流站，所述第一换流站和所述第二换流站包括下垂控制型换流站，所述第三换流站和所述第四换流站包括恒功率控制型换流站；所述自适应下垂控制策略包括：实时检测所述换流站的有功功率值；以及根据所述换流站的有功功率值，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数；其中，所述第一换流站对应的第一下垂曲线的平滑度大于预设的第一平滑度阈值，所述第二换流站对应的第二下垂曲线的平滑度大于预设的第二平滑度阈值。

在一实施例中，所述根据所述换流站的有功功率值，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数包括：分析得到所述多端柔性直流输电系统的潮流分布；基于所述潮流分布，计算得到所述多端柔性直流输电系统的总损耗；计算所述有功功率值与所述换流站的额定功率之间的总偏差；根据所述总损耗和所述总偏差，得到目标函数；以及根据所述目标函数，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数。

在一实施例中，所述根据所述目标函数，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数包括：选取所述目标函数的值小于预设值时对应的下垂系数作为所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数。

在一实施例中，所述选取所述目标函数的值小于预设值时对应的下垂系数作为所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数包括：选取所述目标函数的值小于所述预设值时对应的下垂系数范围内的中间值作为所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数。

在一实施例中，所述根据所述换流站的有功功率值，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数包括：当所述换流站的有功功率值大于预设的第一功率阈值，减小所述第一下垂系数和/或所述第二下垂系数。

在一实施例中，所述根据所述换流站的有功功率值，调整所述第一换流站的第一下垂系数和/或所述第二换流站的第二下垂系数包括：当所述换流站的有功功率值与所述换流站的额定容量之间的差值小于预设的差值阈值时，减小所述第一下垂系数和/或所述第二下垂系数。