[发明专利]基于特高压直流输电系统送端LCC换流站的电压平衡控制方法

说明书

本发明公开了一种基于特高压直流输电系统送端LCC换流站的电压平衡控制方法，实现特高压直流输电系统中送端LCC换流站高低压阀组之间的电压平衡，利用换流阀组的电压变化量来对其进行控制，使得换流阀组的电流参考值能够在初始参考值的基础上根据直流电压的变化来进行实时修正。发明的电压平衡控制策略可使LCC换流站所串联的高低压阀组能够快速有效的实现电压平衡且无需阀组间的通信与PI控制器，简化了系统的设计难度，有效避免了因换流阀组电压过高进而影响系统稳定运行的问题，同时该策略在系统送端功率阶跃、交流系统故障以及不同交流系统强度下仍然能够保持较好的控制效果。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电技术领域，具体为一种基于特高压直流输电系统送端LCC换流站的电压平衡控制方法。

背景技术

在过去的几十年时间里以电网换相换流器(line commutated converter,LCC)为主的高压直流输电技术发展迅速，它相较于高压交流输电能够轻易的实现两个不同步电力系统的互联，且远距离送电稳定性更强，输电线路成本更低。特高压直流输电技术则是在原有直流输电的基础上具备了更高的电压等级，能够更加经济高效的进行大容量的电力输送。未来随着我国电力需求的不断提升，特高压直流输电技术在输电网络的构建中也将具有更加广泛的应用前景。

与±500kV的传统高压直流输电相比，特高压直流输电的控制与保护更加复杂。为了承担更高的电压等级与更大的输送容量，特高压直流输电系统通常采用每一极双十二脉动换流器串联的结构。其更复杂的换流器接线型式也使得系统送端LCC换流站的串联阀组间将会存在电压不平衡问题。

现有技术方案：

(1)措施1：基于PI控制器和高低压阀组通信的电压平衡控制策略，可以参考如下文献：

[参考文献1]刘茂涛，张志朝，宋述波.云广直流同极双阀组电压平衡控制分析及改进[J].南方电网技术，2014，8(02)：24-27.

[参考文献2]王庆，石岩，陶瑜，韩伟.±800kV直流输电系统双12脉动阀组平衡稳定运行及投退策略的仿真研究[J].电网技术，2007(17)：1-6+10.

[参考文献3]郭宏光，吴彦维，陈大鹏，王亚涛，李楠，周晓风.分层接入方式下锡泰特高压直流输电系统阀组电压平衡控制[J].电力系统自动化，2019，43(02)：176-181.

[参考文献4]吴彦维，李晔，陈大鹏，李乾，周晓风.10000MW特高压直流工程受端分层接入交流电网方式下直流控制系统研究[J].电力系统保护与控制，2015，43(18)：108-113.

但是该措施本质皆为利用特高压直流输电系统送端LCC换流站高低压阀组间的电压偏差来对电流参考值进行修正，进而实现阀组之间的电压平衡，这也使得其所设计的控制策略将额外增加阀组之间的通信，并且需要引入PI控制器，从而增加了系统设计的难度。

2、措施2：附加直流电压调节环节的电压平衡控制策略，可以参考如下文献：

[参考文献5]陶瑜，马为民，马玉龙，舒敏波，曹镇，郎鹏越.特高压直流输电系统的控制特性[J].电网技术，2006(22)：1-4+53.

但是该措施限制条件较多，实现较为困难。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于特高压直流输电系统送端LCC换流站的电压平衡控制方法，使LCC换流站所串联的高低压阀组能够很好的实现电压平衡且无需阀组间的通信，有效避免因换流阀组电压过高进而影响系统稳定运行的问题。技术方案如下：

一种基于特高压直流输电系统送端LCC换流站的电压平衡控制方法，包括以下步骤：