[发明专利]一种基于多端直流系统的分层控制方法

说明书

本发明公开了一种基于多端直流系统的分层控制方法，涉及柔性直流输电领域，具体涉及一种基于基于VSC换流器功率裕度的多端直流系统(MTDC)的分层控制方法。为了解决自主功率共享控制并不能实现如直流电网损失的最小化等的直流电网优化的问题，本发明提出了一种基于多端直流系统的分层控制方法，基于VSC换流器功率裕度，可以实现成比例地共享功率不匹配可进行作为；以直流电网损耗最小化模型和应急后的直流电压总变化最小化为优化目标，可以实现对网络潮流的优化；利用线性标量化方法将两个目标函数结合在一起，在直流电网损失的最小化和总直流电压变化之间进行权衡，实现多目标优化；可以根据潮流优化结果，实现对功率共享的精确控制。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电领域，具体涉及一种基于VSC换流站多端直流系统的分层控制方法。

背景技术

基于电压源换流器(VSC)的高压直流(HVDC)输电系统已被广泛接受为远距离大规模可再生能源发电的一种使能技术。与点到点VSC HVDC系统相比，多端直流字体(MTDC)在降低资本成本、实际配电灵活性和增强系统可靠性方面具有多项优势。一般来说，直流电网中的直流电压控制有三种主要方案，即主从控制、电压裕度控制和下垂控制。对于主从控制，直流平衡节点的中断可能会导致整个直流电网断电。电压裕度控制被视为主从控制的扩展，但在主变流器的过渡过程中可能会出现较大的振荡。相比之下，下垂控制被认为是MTDC系统更可靠的控制方案，因为多个换流器可以共同参与直流电压调节。

自主功率共享控制是一种可以在不制定和解决全局直流潮流的情况下实现相同或比例的功率共享的功率共享控制方式，只需要主层中的VSCs之间的通信来传输本地测量值，即可实现对由于突发事故引起的功率变化的消纳，大大降低了计算成本和通信需求，在功率共享中被广泛使用。然而，自主功率共享控制并不能实现如直流电网损失的最小化等的直流电网优化，使得资源分配效率不能得到有效提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

自主功率共享控制是一种可以在不制定和解决全局直流潮流的情况下实现相同或比例的功率共享的功率共享控制方式，只需要主层中的VSCs之间的通信来传输本地测量值，即可实现对由于突发事故引起的功率变化的消纳，大大降低了计算成本和通信需求，在功率共享中被广泛使用。然而，自主功率共享控制并不能实现如直流电网损失的最小化等的直流电网优化，导致部分资源的浪费。如何在实现对功率共享的精确控制的情况下，依据多个指标实现对潮流的优化，是本本发明需要解决的关键技术问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

1.为了根据可用功率裕度成比例地共享功率不匹配，建立比例功率共享模型，直流电网最优潮流方程集中加入n-1个约束，实现等功率共享，可写为：

其中P_c，pre与P_c，post分别是突发事件前后VSC的有功功率；H为VSC裕度空间。

2.最小化直流电网传输损耗或直流电压变化最优函数表示为：

其中f_obj(V_dc)为优化目标；f₁(P_c，V_dc)为直流潮流方程；f₂(P_c)为(1)中的功率共享等式约束；g(P_c，V_dc)为不等式约束；

3.建立直流电网损耗最小化模型可表示为：