一种柔性直流电网有功功率协调控制方法及系统技术方案

技术编号:18838420 阅读:46 留言:0更新日期:2018-09-05 08:10
本发明专利技术涉及一种柔性直流电网有功功率协调控制方法及系统,属于柔性直流电网技术领域。本发明专利技术在有功功率送端到有功功率受端的其中一条直流线路故障退出,导致另外一条直流线路的直流断路器过载时,为了避免直流断路器的损坏导致柔性直流电网崩溃,根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、直流电压实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式重新分配各换流站的正负极有功功率,保障了柔性直流电网在新的有功功率平衡下稳定运行,从而实现保护直流断路器,提高柔性直流电网系统的有功功率利用效率。

A coordinated control method and system for active power of flexible DC grid

The invention relates to a coordinated control method and system for active power of flexible DC power grid, belonging to the technical field of flexible DC power grid. In order to avoid the collapse of flexible DC power grid caused by the damage of DC circuit breaker when one DC line fails to exit from the active power sending end to the active power receiving end and leads to the overload of the DC circuit breaker of the other DC line, according to the measured DC current and DC voltage of the positive and negative pole converters of each converter station The measured value, active power reference value, active power limit value, converter unlocking state, fault locking state and active power/DC voltage control mode redistribute the active power of the positive and negative poles of each converter station to ensure the stable operation of the flexible DC power grid under the new active power balance, thus realizing the protection of the DC circuit breaker. Improve active power utilization efficiency of flexible DC grid system.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流电网有功功率协调控制方法及系统
本专利技术涉及一种柔性直流电网有功功率协调控制方法及系统,属于柔性直流电网

技术介绍
柔性直流电网由于其不存在换相失败的问题,且电压谐波含量少,输出频率与电压稳定,能快速调节有功功率与无功功率,控制灵活性好,可在一定程度上替代传统直流输电进行大规模远距离送电,还可实现可再生能源、抽蓄等储能与负荷间的能量灵活交互,实现大规模清洁能源的接入、汇集与输送,具有广阔的应用前景。特别是其潮流反转而直流电压保持不变的特点,使其很容易构建成多端直流输电系统,实现多电源供电和多落点受电,从而为保证系统全局稳定性和潮流优化配置提供了良好的技术实现手段。柔性直流电网系统换流阀采用半桥型MMC拓扑结构,一般是基于电力电子技术的直流断路器来隔离直流线路故障。柔性直流电网标准工况下运行时,柔性直流电网潮流方向从有功功率送端到有功功率受端,当有功功率送端到有功功率受端的其中一条直流线路故障退出时,柔性直流电网拓扑结构由环网运行转变为开环运行,多个有功功率送端的电流汇流到同一条潮流流向直流线路上,而基于电力电子技术的直流断路器过载电流能力有限,导致直流断路器的损坏,从而使得整个柔性直流电网崩溃,影响用户的正常使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种柔性直流电网有功功率协调控制方法,以解决目前多端柔性直流电网中当有功功率送端到有功功率受端的其中一条直流线路故障退出时导致直流断路器损坏从而影响整个柔性直流电网系统的问题;本专利技术还提供了一种柔性直流电网有功功率协调控制系统。本专利技术为解决上述技术问题而提供了一种柔性直流电网有功功率协调控制方法,该控制方法包括以下步骤:1)当柔性直流电网中任一直流断路器出现过载时,采集各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式;2)根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式来调整各换流站正负极换流器的有功功率参考值。本专利技术能够在直流断路器过载时,根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、直流电压实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式重新分配各换流站的正负极有功功率,避免了直流断路器的损坏导致柔性直流电网崩溃,保障了柔性直流电网在新的有功功率平衡下稳定运行,从而实现保护直流断路器,提高柔性直流电网系统的有功功率利用效率。进一步地,本专利技术给出了直流断路器过载的判断条件,所述步骤1)中直流断路器出现过载指的是:当有功功率送端换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障被隔离后,获取各换流站正负极换流器的电流实测值,判断所有送端换流器的电流实测值之和是否大于断路器过载电流门槛值,若大于,则说明断路器出现过载。进一步地,本专利技术给出了送端换流器有功功率参考值的具体配置方式,若直流电网中有两个送端和两个受端,当一个送端正极换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障导致断路器过载时,另一个送端正负极换流器的有功功率参考值配置过程为:判断[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+>Ptra_C-是否满足,若满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为其有功功率限制值Plim_C-,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为其正极有功功率参考值与其负极能够接收正极转移的有功功率能力的差值;若不满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C-+[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C+-[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+;其中IDCB_thre为直流断路器过载电流门槛值,Imea_C+、Imea_C-分别为另一个送端换流器正、负极的直流实测值,Umea_C+为另一个送端换流器正极的电压实测值,Ptra_C-为另一个送端换流器负极能够接受正极转移的有功功率能力,Imea_B+为线路出现故障的送端换流器正极直流电流实测值,Pref_C-为另一个送端换流器负极有功功率参考值。进一步地,本专利技术给出了受端有功功率参考值的具体配置方式,若直流电网中有两个送端和两个受端,当一个送端正极换流器连接有受端换流器中的线路出现故障导致断路器过载时,该受端正负换流器有功功率参考值配置过程为:判断[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+>Ptra_A-是否满足,若满足,将该受端负极换流器有功功率参考值设置为Pref_A-+[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+,该受端正极换流器有功功率参考值设置为Pref_A+-[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+;若不满足,将该受端负极换流器有功功率参考值设置为其有功功率限制值Plim_A-,将该受端正极换流器有功功率参考值设置为Pref_A+-Ptra_A-;其中Ptra_A-为该受端换流器负极能够接受正极转移的有功功率能力,Pref_A+、Pref_A-分别为该受端换流器正、负极有功功率参考值。进一步地,所述直流电网中至少有一个正负极换流器工作于直流电压控制模式。本专利技术还提供了一种柔性直流电网有功功率协调控制系统,该协调控制系统用于连接直流电网中各换流站正负极换流器控制系统,获取各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式,根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式来调整各换流站正负极换流器的有功功率参考值,并将调整后的各换流站正负极换流器的有功功率参考值发送给各换流站正负极换流器控制系统。进一步地,所述直流断路器出现过载指的是:当有功功率送端换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障被隔离后,获取各换流站正负极换流器的电流实测值,判断所有送端换流器的电流实测值之和是否大于断路器过载电流门槛值,若大于,则说明断路器出现过载。进一步地,若直流电网中有两个送端和两个受端,当一个送端正极换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障导致断路器过载时,所述协调控制系统对另一个送端正负极换流器的有功功率参考值的配置过程为:判断[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+>Ptra_C-是否满足,若满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为其有功功率限制值Plim_C-,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为其正极有功功率参考值与其负极能够接收正极转移的有功功率能力的差值;若不满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C-+[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C+-[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,该控制方法包括以下步骤:1)当柔性直流电网中任一直流断路器出现过载时,采集各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式;2)根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式来调整各换流站正负极换流器的有功功率参考值。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,该控制方法包括以下步骤:1)当柔性直流电网中任一直流断路器出现过载时,采集各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式;2)根据各换流站正负极换流器直流电流实测值、有功功率参考值、有功功率限制值、换流器解锁状态、故障闭锁状态和有功功率/直流电压控制模式来调整各换流站正负极换流器的有功功率参考值。2.根据权利要求1所述的柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,所述步骤1)中直流断路器出现过载指的是:当有功功率送端换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障被隔离后,获取各换流站正负极换流器的电流实测值,判断所有送端换流器的电流实测值之和是否大于断路器过载电流门槛值,若大于,则说明断路器出现过载。3.根据权利要求1或2所述的柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,若直流电网中有两个送端和两个受端,当一个送端正极换流器连接有功功率受端换流器中的线路出现故障导致断路器过载时,另一个送端正负极换流器的有功功率参考值配置过程为:判断[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+>Ptra_C-是否满足,若满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为其有功功率限制值Plim_C-,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为其正极有功功率参考值与其负极能够接收正极转移的有功功率能力的差值;若不满足,则将另一个送端负极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C-+[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+,另一个送端正极换流器的有功功率参考值设置为Pref_C+-[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+;其中IDCB_thre为直流断路器过载电流门槛值,Imea_C+、Imea_C-分别为另一个送端换流器正、负极的直流实测值,Umea_C+为另一个送端换流器正极的电压实测值,Ptra_C-为另一个送端换流器负极能够接受正极转移的有功功率能力,Imea_B+为线路出现故障的送端换流器正极直流电流实测值,Pref_C-为另一个送端换流器负极有功功率参考值。4.根据权利要求3所述的柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,若直流电网中有两个送端和两个受端,当一个送端正极换流器连接有受端换流器中的线路出现故障导致断路器过载时,该受端正负换流器有功功率参考值配置过程为:判断[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+>Ptra_A-是否满足,若满足,将该受端负极换流器有功功率参考值设置为Pref_A-+[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+,该受端正极换流器有功功率参考值设置为Pref_A+-[(Imea_C++Imea_B+)-IDCB_thre]*Umea_C+;若不满足,将该受端负极换流器有功功率参考值设置为其有功功率限制值Plim_A-,将该受端正极换流器有功功率参考值设置为Pref_A+-Ptra_A-;其中Ptra_A-为该受端换流器负极能够接受正极转移的有功功率能力,Pref_A+、Pref_A-分别为该受端换流器正、负极有功功率参考值。5.根据权利要求3所述的柔性直流电网有功功率协调控制方法,其特征在于,所述直流电网中至少有一个正负极换流器工作于直流电压控制模式。6.一种柔性直流电网有功功率协调控制系统,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋延涛陈大鹏许梦阳刘旭辉李乾岳笑歌王胜周晓风张群曹森戴国安孔令凯吴东崛王世标
申请(专利权)人:许继电气股份有限公司许继集团有限公司国网上海市电力公司
类型:发明
国别省市:河南,41

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