一种真双极柔性直流输电系统的站级控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种对真双极系统的站级控制策略，换流站正、负两极换流器独立控制、运行，提高直流输电系统灵活性和可靠性，彻底解决原有系统中换流站与无源网络或孤岛新能源交流网络相连时失去有功功率调节能力、换流站与有源交流网络相连时正、负极电网间潮流不可调等问题。换流站与无源网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与孤岛新能源交流网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与有源交流网络相连时，通过换流站调节正、负极电网间潮流。

【技术实现步骤摘要】
一种真双极柔性直流输电系统的站级控制方法
本专利技术属于直流输电
，涉及一种用于真双极柔性直流输电系统换流站的控制方法。
技术介绍
随着柔性直流输电系统向更高电压等级、更大输电容量、多端化和网络化发展，灵活可靠的真双极系统结构将拥有广阔的应用前景。现有真双极换流站两换流器采用对称式的控制策略，即采用完全相同的控制策略，这会带来很多问题。具体的说：真双极换流站与孤岛新能源电网或无源交流电网相连时，需要换流器为交流网络提供稳定的交流电压。现有控制方法中，真双极换流站的正、负极换流器均采用恒交流电压幅值频率控制策略。该控制策略下，无法实现对交直流电网公共耦合点(PCC点)的有功、无功独立控制，且交流电网流入换流站直流侧正、负极输电线路的功率分配不可控，输电系统灵活性低。真双极换流站与有源交流网络相连时，由交流网络提供稳定的交流电压，可对换流站采用有功无功解耦控制策略，现有控制方法中，对换流站正、负极换流器均给定同一类型控制量及其控制目标参考数值。该控制策略下，交流电网流入换流站直流侧正、负极输电线路的功率大小和方向一致，正、负极电网间功潮流不可调，没有充分发挥真双极换流站的结构优势，输电系统灵活性低。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种对真双极系统的站级控制策略，换流站正、负两极换流器独立控制、运行，提高了换流站级控制策略的灵活性。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，包括如下步骤：同一换流站内正、负两极换流器独立控制，并采用如下策略中的一种：策略一：同一换流站内正、负两极换流器均采用有功-无功解耦控制策略，两极换流器的有功-无功控制量分别独立受控，且控制量的种类和目标参考数值能够独立调节；策略二：同一换流站内其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制策略，另一极换流器采用有功-无功解耦控制策略。进一步的，所述策略一中，其中一极换流器的有功-无功控制量能够有一种以上与另一极换流器受控的有功-无功控制量种类不同。进一步的，所述策略一中，当其中一极换流器的有功-无功控制量在一种以上与另一极换流器受控的有功-无功控制量种类相同时，针对该相同种类的有功-无功控制量，两极换流器能够采用不同的控制量目标参考数值。进一步的，所述有功控制量包括定有功功率量、定直流电压量；所述无功控制量包括定无功功率量、定交流功率电压量。进一步的，当换流站与有源交流网络相连时，有源交流电网能够提供稳定的交流电压，采用所述策略一。进一步的，当采用策略一时：换流站某一极换流器的有功控制量取定直流电压控制，另一极换流器的有功控制量取定有功功率控制，通过修改有功功率控制参考值实现在控制一极直流网络直流电压的同时，调节交流网络注入另一极直流网络的潮流；或双极换流器有功控制均采用定有功功率控制，对双极换流器取不同的有功功率参考值，在不影响交流系统潮流的前提下，动态调节换流站流入双极直流系统的潮流方向和大小；或双极换流器有功控制均采用定直流电压控制，能够主动独立调整双极网络直流电压。进一步的，当换流站与孤岛新能源电网或无源交流电网相连时，采用所述策略二。进一步的，当采用策略二时：当换流站与孤岛新能源交流网络相连时，通过修改采用定有功功率控制的换流器的有功功率参考值，主动动态调节与换流站相连正、负极直流线路潮流分布；当换流站与无源交流电网相连时，通过修改采用定有功功率控制的换流器的有功功率参考值，主动动态调节与换流站相连正、负极直流线路潮流分布。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：提高直流输电系统灵活性和可靠性，彻底解决原有系统中换流站与无源网络或孤岛新能源交流网络相连时失去有功功率调节能力、换流站与有源交流网络相连时正、负极电网间功潮流不可调等问题。换流站与无源网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与孤岛新能源交流网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与有源交流网络相连时，通过换流站调节正、负极电网间潮流。附图说明图1为本专利技术方法实施架构图。图2为策略一实施架构图。图3为策略二实施架构图，其中正极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制策略，负极采用有功-无功解耦控制策略。图4为策略二实施架构图，其中负极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制策略，正极采用有功-无功解耦控制策略。图5为对比例和实施例中三端柔性直流输电网络拓扑结构。图6为对比例和实施例中故障后三端柔性直流输电网络拓扑结构。图7为对比例中各端换流站交流侧有功功率。图8为对比例中多端直流网络有功潮流。图9为对比例中正、负极直流电网的直流电压。图10为实施例中各端换流站交流侧有功功率。图11为实施例中多端直流网络有功潮流。图12为实施例中正、负极直流电网的直流电压。附图标记说明：P12p：正极直流电网中T1向T2端传输的有功功率；P13p：正极直流电网中T1向T3端传输的有功功率；P23p：正极直流电网中T2向T3端传输的有功功率；P12n：负极直流电网中T1向T2端传输的有功功率；P13n：负极直流电网中T1向T3端传输的有功功率；P23n：负极直流电网中T2向T3端传输的有功功率；Udcp：正极直流电压，Udcn：负极直流电压。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。在真双极柔性直流输电系统站级控制中，采用本专利技术提出的站级控制策略。在真双极柔性换流站正、负极换流器独立运行的基础上，针对几种常见电网类型，本专利技术主要提出了两种类型的控制策略：策略一：真双极换流站正、负双极换流器可均采用有功-无功解耦控制原理的控制策略。其中有功控制包括定有功功率和定直流电压两种情况；无功控制包括定无功功率和定交流功率电压两种情况。在该策略下，双极换流器采用同一控制策略，但可分别受控于不同的有功-无功控制量，如图2所示，真双极换流站的两极换流器的有功控制量可以取定有功功率量或定直流电压量其中一种，无功控制量可以取定无功功率量和定交流电压量其中一种。这会出现如下几种情况：两极换流器有功控制量不相同(控制量不相同指的是控制量的类型不同，并不对控制量的具体数值进行限制)，例如正极换流器有功控制量取定有功功率量，而负极换流器有功控制量取定直流电压量；或是相反。两极换流器有功控制量相同(控制量相同指的是控制量的类型相同，并不对控制量的具体数值进行限制)，例如正极换流器和负极换流器的有功控制量都取定有功功率量，或是正极换流器和负极换流器的有功控制量都取定直流电压量。两极换流器无功控制量不相同，例如正极换流器无功控制量取定无功功率量，而负极换流器无功控制量取定交流电压量；或是相反。两极换流器无功控制量相同，例如正极换流器和负极换流器的无功控制量都取定无功功率量，或是正极换流器和负极换流器的无功控制量都取定交流电压量。由于两极换流器均有有功控制量和无功控制量，以上四种情况还可任意组合，例如：两极换流器有功控制量不相同且无功控制量不相同，两极换流器有功控制量不相同且无功控制量相同，两极换流器有功控制量相同且无功控制量不相同，两极换流器有功控制量相同且无功控制量相同，组合多样，控制灵活。当两极换流器中有任一有功控制量或无功控制量相同时(有功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于，包括如下步骤：同一换流站内正、负两极换流器独立控制，并采用如下策略中的一种：策略一：同一换流站内正、负两极换流器均采用有功‑无功解耦控制策略，两极换流器的有功‑无功控制量分别独立受控，且控制量的种类和目标参考数值能够独立调节；策略二：同一换流站内其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制策略，另一极换流器采用有功‑无功解耦控制策略。

【技术特征摘要】
1.一种基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于，包括如下步骤：同一换流站内正、负两极换流器独立控制，并采用如下策略中的一种：策略一：同一换流站内正、负两极换流器均采用有功-无功解耦控制策略，两极换流器的有功-无功控制量分别独立受控，且控制量的种类和目标参考数值能够独立调节；策略二：同一换流站内其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制策略，另一极换流器采用有功-无功解耦控制策略。2.根据权利要求1所述的基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于：所述策略一中，其中一极换流器的有功-无功控制量能够有一种以上与另一极换流器受控的有功-无功控制量种类不同。3.根据权利要求1所述的基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于：所述策略一中，当其中一极换流器的有功-无功控制量有一种以上与另一极换流器受控的有功-无功控制量种类相同时，针对相同种类的有功-无功控制量，两极换流器能够采用不同的控制量目标参考数值。4.根据权利要求1所述的基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于：所述有功控制量包括定有功功率量、定直流电压量；所述无功控制量包括定无功功率量、定交流电压量。5.根据权利要求1所述的基于真双极柔性直流输电系统的站级控制方法，其特征在于：当换流站...

【专利技术属性】
技术研发人员：李周，李亚州，何炎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32