The present invention relates to a DC grid stratified control system and its design method, including the coordinated control layer of the whole network of DC power grid, the coordinated control layer of the multi converter station in the regional DC subnet connected with the connection, and the VSC noumenon control layer of the voltage source converter station connected with the coordinated control layer of the regional DC subnet, and the coordinated control of the DC power grid. The coordinated control layer of the multiple converter stations in the layer and area DC subnet uses the main control mode, and the control system includes the DC grid wide area measurement system WAMS, which is connected with the coordinated control layer of the DC power grid and the multi converter station in the regional DC subnet respectively. The technical scheme provided by this invention adopts the main control layer of the converter station, the subnet coordination control layer and the whole network control layer to realize the effective coordination and coordination of the multi-layer level of the DC power grid control function. The structure is clear and the function is clear, and the safe and stable operation of the DC power grid can be ensured.
【技术实现步骤摘要】
一种直流电网分层控制系统及其设计方法
本专利技术涉及电力系统领域的控制技术,具体涉及一种直流电网分层控制系统及其设计方法。
技术介绍
我国水能资源、煤炭资源以及光伏、风电等新能源,主要集中于西北和西南地区,南北纵向距离长,东西地域覆盖面积广。从电源特性上看,丰枯期水电出力差异、新能源电力功率波动、火电可调控容量三者,具有较好的互补性;从负荷特性上看,跨多个时区的负荷具有较大的错峰容量。因此,西部电网大范围互联,将可综合发挥电源互济效益和错峰效益,提升西部电网整体运行效益。然而,通过交流电网将大范围的西部能源基地互联,伴随长距离交流输电的同步稳定、无功电压调节等问题,将会制约分散分布的各大型能源基地间电力交换能力,从而难以发挥联网运行效益。直流电网是利用直流输电线路形成辐射状、网状等拓扑结构,用以连接分散分布的多个换流站,实现电力汇集、转运和调控的输电技术。在具备多类型电源、覆盖地域面积广的西北地区建设直流输电网,具有如下的显著技术优势:(1)能源基地互联距离,不受同步稳定和无功电压调节约束;(2)综合电源出力特性,统一汇集和外送,充分发挥互济效益;(3)通过直流输电网进行功率快速支援,避免潮流在交流电网中转移穿越;(4)一端故障多点支援,分散扰动冲击,消弱影响程度;(5)整体提升外送通道和输变电设备利用率。构建直流电网,连接大型水电基地、大型火电基地、大型风电基地以及大型光伏发电基地,实现多类型电源互济提升电网运行效率,是一种可行的网架构建方案。然而,目前针对直流电网,尚无控制系统设计方法,迫切需要提出相关方法支撑直流电网发展。
技术实现思路
为解决上述现有技 ...
【技术保护点】
1.一种直流电网分层控制系统,其特征在于,所述控制系统包括直流电网全网协调控制层、与其连接的区域直流子网中多换流站协调控制层以及与区域直流子网协调控制层连接的电压源换流站VSC本体控制层;所述直流电网全网协调控制层和区域直流子网中多换流站协调控制层均采用主备控制方式;所述控制系统还包括分别与直流电网全网协调控制层和区域直流子网中多换流站协调控制层连接的直流电网广域量测系统WAMS。
【技术特征摘要】
1.一种直流电网分层控制系统,其特征在于,所述控制系统包括直流电网全网协调控制层、与其连接的区域直流子网中多换流站协调控制层以及与区域直流子网协调控制层连接的电压源换流站VSC本体控制层;所述直流电网全网协调控制层和区域直流子网中多换流站协调控制层均采用主备控制方式;所述控制系统还包括分别与直流电网全网协调控制层和区域直流子网中多换流站协调控制层连接的直流电网广域量测系统WAMS。2.如权利要求1所述的直流电网分层控制系统,其特征在于,所述直流电网全网协调控制层用于调控多源广域互济、全网潮流优化计算、联络线潮流控制、故障紧急支援控制、区域直流子网故障隔离控制、交直流协调控制以及在线预警与辅助决策;所述区域直流子网中多换流站协调控制层用于调控区域直流子网内直流支路潮流控制器,避免支路过负荷,包括:区域直流子网换流站功率分配、区域直流子网潮流优化、受扰特性优化和局部交直流协调控制。3.如权利要求1所述的直流电网分层控制系统,其特征在于,所述电压源换流站VSC本体控制层包括电压源换流站控制器,所述电压源换流站VSC本体控制层利用同步旋转dq0坐标系下的双环解耦控制策略实现,所述电压源换流站VSC本体控制层用于追踪目标设定值,控制电压源换流站VSC与交流电网交换的有功功率、无功功率,以及电压源换流站VSC直流侧电压和交流侧电压电气量。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的直流电网分层控制系统设计方法,其特征在于,所述设计方法包括下述步骤:(1)直流电网建模与潮流计算;(2)直流电网中区域直流子网划分;(3)电压源换流站VSC本体控制层设计;(4)区域直流子网中多换流站协调控制层设计;(5)多区域直流子网协调的直流电网全网协调控制层设计。5.如权利要求4所述的直流电网分层控制系统设计方法,其特征在于,所述步骤(1)中,依据直流电网的各电压源换流站VSC相互连接的拓扑结构,收集电压源换流站间互联线路长度和单位长度电阻数据,以及换流站运行功率数据,建立直流电网的潮流计算模型;执行直流电网潮流计算,获得直流电网中各直流线路的运行功率。6.如权利要求4所述的直流电网分层控制系统设计方法,其特征在于,所述步骤(2)中,分析直流电网拓扑互联结构特征,并依据直流电网中功率交换方向与大小,基于以下2项原则,将直流电网划分为若干个区域直流子网,各子网间通过直流联络线互联;所述2项原则包括:原...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑超,牛拴保,李惠玲,霍超,吕思卓,
申请(专利权)人:中国电力科学研究院,国家电网公司,国家电网公司西北分部,
类型:发明
国别省市:北京,11
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